光电跟踪设备数字视频图像信息光纤传输系统设计

为提高光电跟踪设备中数字视频图像信息的传输带宽,增强图像传输抗电磁干扰能力并减轻导电环配线工作量,开发了应用于光电跟踪设备的数字视频图像信息光纤传输系统。利用光纤传输抗干扰性强、带宽高等优势改善了数字视频图像信息的传输质量,增大了数据传输的容量。在发送端将并行的数字视频信息串行化,提供给光纤模块,电信号转换为光信号,通过光纤传输到接收端;在接收端光纤模块将光信号还原为高速的电信号,再经解串行化还原为原有的数据格式。场同步、行同步以及数据信息组合传输,经处理的时钟信号作为全局时钟单独传输。实验结果表明:利用光纤传输高速数字视频信息,图像正确,带宽达到1.25 Gbit,相机时钟频率可达62.5 MHz,数据传输延时为222 ns左右,最大为236 ns,时钟信号的边沿可对齐数据的有效位置。     

基于FPGA的喷绘机高速光纤通信系统设计与实现

为解决喷绘机打印数据实时传输问题,将以现场可编程门阵列(FPGA)和串行解串器为基础的高速光纤通信技术应用到打印数据的通讯中。系统中FPGA用于实现通讯数据的存取、8B/10B编解码和CRC校验的功能;串行解串器实现了并/串和串/并转换及锁相功能;光收发一体模块实现了电光转换和光电转换。该光纤通信系统在喷绘机上进行了实际打印试验,应用结果表明系统在300 Mbps通信带宽下能够稳定传输,在120小时的连续测试过程中没有出现打图错误现象。实现了高可靠性、长距离、高速数据传输的功能。     

基于XC2VP30的多路数字视频光端机

为了降低多路数据光纤通信的系统成本,提高性能,提出了一种基于XC2VP30的多路数字视频光端机的设计.光端机利用视频压缩和XC2VP30內嵌的MGT模块,实现多路数字视频的实时传输.设计主要包括数字信号的复用/解复用,数字视频压缩/解压缩,高速并/串转换等部分,应用FPGA编程,8B/10B编码以及视频压缩等技术实现了高速视频信息的无误传输.利用Virtex II Pro开发板进行硬件调试,实验证明设计结构简单,成本低,性能稳定,抗干扰能力强,可用于管道、公路、楼宇等处进行监控,在工业中具有很大的应用价值.     

多通道遥感图像光纤高速传输系统

遥感相机一般使用TLK2711接口输出图像数据,地面测试设备不能直接对其采集存储。文中设计了一种多通道遥感图像高速光纤传输系统,可对相机输出的TLK2711图像数据进行采集与缓存,并通过光纤接口传输给存储设备。实现了遥感相机与地面存储设备之间的高速图像数据通信,解决了现有地检存储设备不能直接进行数据通信的问题。系统设计了多通道TLK2711图像采集模块,多路图像数据分时复用处理模块,基于Aurora64B/66B传输协议光纤传输模块等,使相机图像数据稳定可靠地传给地面存储。经过实验测试,系统图像数据采集准确,数据传输无误码。系统效率高,稳定可靠,满足实际使用需求。     

高速实时光纤图像传输系统的实现

为提高光电经纬仪上图像传输系统的性能,设计了利用现场可编程门阵列(FPGA)的Rocket IO IP核,完成了Camera link并行接口与光模块串行接口的相互转换。通过自定义的图像传输协议,搭建了图像传输系统与各个分系统的互联平台,实现了高速图像实时传输至机下进行处理、显示和记录,同时在该光纤通道上复合传输相机控制命令和外同步时序。阐述了系统总体结构思想,发送端和接收端的软、硬件设计,介绍了Rocket IO关键属性、数据包收发状态机、图像传输协议等。实验结果表明,系统工作速率达2.5Gb/s,传输链路稳定、可靠、无误码,突破了传统光纤传输协议的开源局限,用户可直接使用光纤串行数据信息,减少导电环配线量,具有传输带宽高,图像质量好,抗电磁干扰性能强等优点。系统经过测试验证并已应于到工程项目中。     

多路高清图像组合编解码光纤传输技术北大核心CSCD

针对多传感器视觉设备中高清相机的图像数据流量大、传输带宽要求高的特点,设计了一种基于FPGA的多路高清图像组合编解码器。其采用有限状态机工作方式,对像素数据进行重组编解码,并对多通道图像数据进行通道时分复用编解码,有效利用了光纤传输带宽。另外通过插入一种并行扰码对图像数据进行伪随机码调制解调,提高了光纤串行传输的稳定性。仿真和测试表明:该技术在传输速率达到10.312 5 Gbit/s时,实际有效数据传输速率达到6.6 Gbit/s,传输系统稳定性高,可广泛应用于高清图像数据的远距离传输。     

一种新型的模式复用器

为了进一步提高光纤通信传输容量以及突破单模光纤的容量极限,提出了一种新型的模式复用器结构,该结构可以将单模光纤中的纤芯基模转换为双模光纤中的高阶模。基于耦合模理论,通过MATLAB仿真与计算,证明此复用器的模式转换率可以达到100%,转换带宽为10nm。由于其良好的转换效率和带宽,此复用器装置可以用于模分复用传输系统中来增加光纤通信的传输容量。     

一种基于FPGA技术的高速码型数据发生系统的设计与实现

文中介绍了一种基于FPGA技术的高速码型数据发生系统的设计方法.该设计采用了FPGA芯片实现整个电路的控制功能,通过外部并/串转换电路将低速的并行数据转换,从而产生高速码型数据输出.本文阐述了该技术的基本原理及设计实现,并给出了FPGA内部的各功能模块的详细设计.     

基于PowerPC的数据采集及光纤传输系统

提出了一种基于PowerPC的数据采集及光纤传输系统,该系统以PowerPC微处理器为核心,通过其集成的PCI Express接口控制器和三速以太网控制器,扩展了除PCI Express外的多路PCI/PCI-X数据采集通道,并实现了1Gb/s的高速以太网协议接口逻辑.系统基于嵌入式Linux操作系统平台完成相关驱动软件的开发,实现了数据的高效率采集与高速光纤传输,具有低功耗、高带宽和高集成度等优点.测试结果表明:系统处于全效率运行状态,以太网接口传输速率可以达到1 Gb/s左右,满足了系统设计的要求,具有广阔的应用前景.     

基于CoaXPress的图像采集系统设计

针对目前高帧频相机输出图像数据量大的特点,为实现高速图像数据的稳定采集与传输,设计了一种高吞吐率、高稳定性、高抗干扰能力的CoaXPress协议图像采集系统。该系统以FPGA作为核心处理及控制单元,采用GTH收发器实现高速图像数据接收,设计了单链路逻辑、流复用与解码以及相机控制等模块,实现了符合CoaXPress协议的数据传输、相机控制以及高速图像流解码,系统开放了透明的数据接口以进行二次开发。板级测试表明,采集系统实现了吞吐率高达2.09GB/S的稳定高速图像采集且误码率小于10-10,通过串口指令对相机实时控制,可满足高精度视觉测量应用需求,具有广泛的应用价值。     

基于LVDS的远程数据传输系统

针对高速远距离数据传输的要求,设计了一种基于LVDS的远程数据传输系统.系统包括远程传输模块和光电转接模块,采用双绞线传输与光纤传输相结合的方式,实现远程数据传输的功能.系统采用FPGA作为主控芯片,使用电缆驱动芯片和高速串行数字接口自适应电缆均衡器来增强双绞线和光纤的驱动能力,大大提高了LVDS数据远距离传输能力.     

一种细长矩形截面传输线成型工艺

定向耦合器是用来实现信号检测的无源微波组件,插入损耗是其一项重要性能指标,而矩形截面的传输线是低插入损耗同轴宽带定向耦合器的核心零件之一。为了提高该类传输线的表面状态特性,降低插入损耗,根据矩形截面传输线的结构特点,改变了以往采用精密慢走丝线切割加工的传统成型工艺方法,通过高速铣削的引入、工艺装夹方式的改进以及加工参数优化和后处理方式的改进等,实现了超细长矩形截面传输线高速铣削加工成型,在改善零件表面质量的同时,也较大幅度地提高了信号传输性能,取得了满意的效果。     

Using advanced optical multiple-access techniques in high-speed avionic local area networks for future aircraft applications: Part II: Optical time-division multiple-access networks

In the second part of this paper, we design a feasible optical time-division multiple-access (OTDMA) network to support airborne digitized video communications and multiplex of high-speed subsystems. Since the proposed local area network (LAN) uses two distinct wavelengths to carry the OTDMA signal and an optical clock stream, respectively, the problems associated with optical clock distribution and frame synchronization for high-speed transmission can be resolved, as compared with a single-wavelength OTDMA scheme. Consequently, the complexity of OTDMA receivers is reduced and each receiver can be operated in a self-synchronization manner. This in turn allows us to implement a large-scale distribution/broadcasting fiber optic network for future on-board digitized video communications and time multiplex of high-speed avionics and telemetry subsystems. The performance of OTDMA receivers is also analyzed. Moreover, a novel OTDMA network, which can support multi-rate data communications, is presented in this paper. Finally, we propose a high-capacity avionic wavelength-division multiplexing network, which can be efficiently used as a backbone to integrate various avionic LANs (e.g. employing OTDMA, optical code-division multiple access, and other medium-access protocols) in a single common-fiber-based network. As a result, this can feasibly reduce both the weight and physical size of airborne LAN's while improving their maintainability.     

光CDMA技术及其应用

文章综述了光码分多址产生的历史背景,阐述了光码分多址技术原理, 比较了光波分多址、光时分多址、光码分多址技术,得出光码分多址技术和其他多址技术相比具有能充分利用光纤带宽;在时间和频率上是异步的,不需要信号同步;使用同一中心波长,不需要控制波长;接入灵活,系统软容量;保密性好等优点.通过对光码分多址技术应用的研究,得出光码分多址技术在多媒体通信中可以真正作到实时和随机接入;在高速计算机局域网中,可以使介质访问协议简单,克服电子的瓶颈效应,数据传输速率可达Tb/s数量级;在电信网中,可以扩大通信容量;在光纤接入网中,可以克服传统光接入网需要同步的问题;在HFC网中可以解决上行信道带宽窄的问题,实现双向通信;在CATV记费及VOD业务中可以实现记费和双向业务.因此,具有广阔的应用前景.     

高速并行数字调制信号的产生与实现

数字调制技术是高速通信传输系统的关键技术之一。本文提出了一种全并行的高速数字调制信号产生架构,该架构可以在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台中通过算法级的流水线实现。通过理论分析与推导,并行频域成型滤波器中的DFT/IDFT可以由低复杂度的两个基-8 FFT算法级联构成,进一步给出了具体的FPGA架构和实现方法。另外,为了进一步降低硬件资源,本文分析并设计了一种适用于并行实现的免混频数字正交上变频架构。仿真实验对高速并行数字调制架构中的并行频域成型滤波器在时域和频域分别进行了算法验证,FPGA硬件实现结果验证了高速并行数字调制信号产生的频谱性能。     

空间光学遥感器的多光谱TDI CCD信号检测及仿真

为了实现采用高性能多光谱TDI CCD 对空间光学遥感系统的合理设计及应用,提出了对CCD控制信号的高速并行实时检测方法和视频图像连续输出的仿真设计方案。利用CCD行读出及转移的200µs周期,对48路控制CCD驱动信号和31路直流偏置信号进行并行实时逻辑分析及检测。同时,把预制的CCD模拟图像,从磁盘阵列经PCI-X及LVDS总线高速传输到由FPGA、D/A、放大和滤波电路组成的视频图像生成系统,实现可连续、实时输出各种模拟测试图像。实验结果表明,可同时输出3路6MHz频率的彩色图像和8路12MHz频率的全色图像象素信号波形。象素信号基准电压8V;振荡幅值0～1.7V。有效采样时间和信号稳定度均满足成像电路的仿真测试要求。