[发明专利]一种稳定接收高速串行LVDS红外图像数据的方法

说明书

本发明提出一种稳定接收高速串行LVDS红外图像数据的方法。对于高速串行LVDS ADC输出的n路串行数据和2路伴随时钟，每路LVDS数据信号经过FPGA内部的两个级联的ISERDES后，将串行数据转换为并行数据，此时字对齐的边界不确定，必会导致采样数据不正确。本发明采用BitSlip技术，结合对伴随时钟串并转换的结果，自适应调整并行数据的Bit位，保证每次采样都在正确的字边界。该技术优势在于当伴随时钟ACLK、LCLK，串行比特数据在高低温环境下延迟发生变化、逻辑资源变多时，ISERDES串并转换输出不是固定的顺序的并行数据，采用此自适应调整ISERDES并行输出数据顺序的方法，可保证每次数据采样的正确性，使得在各种复杂环境下，红外图像输出稳定，保证成像质量。

技术领域

本发明属于高速图像数据接口技术领域，涉及一种稳定接收高速串行LVDS红外图像数据的方法。

背景技术

红外焦平面探测器的面阵不断扩大，从线列到面阵数据量越来越大。为保证探测器读出电路的帧频，读出电路的通道数及采样率也在成倍增加。传统的采样电路设计中一般采用单通道并行ADC对数据采样，这样需要多片ADC对每个读出通道进行采样转换为并行数据，不仅造成电路板体积庞大，而且转换后的并行数据位过多对后端处理器引脚资源造成巨大挑战，这样不仅增加成本，而且不利于小型化设计。

为解决以上问题，目前已有方法采用多通道LVDS ADC对高面阵探测器进行采样。但申请人发现，采用多通道LVDS ADC时，还面临着如何有效稳定接收高速串行LVDS信号问题：在使用多通道LVDS ADC时，由于在高低温环境、逻辑资源紧张及差分信号PCB走线差异等情况下，串行LVDS信号传输会出现传输时延的差异，导致接收端不能在各种情况下都稳定接收红外图像数据，具体表现为上一个图像数据的低位可能跑到下一个图像的高位，导致图像数据错误，无法显示正常图像。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，避免串行LVDS数据接收过程的出现的字边界不对齐错误，本发明提出一种稳定接收高速串行LVDS红外图像数据的方法，能够提高高低温环境下串行LVDS逻辑接口适应性，保证红外图像数据的稳定性。

本发明的基本原理是：

对于高速串行LVDS ADC输出的n路串行数据和2路伴随时钟，每路LVDS数据信号经过FPGA内部的两个级联的ISERDES后，将串行数据转换为并行数据，此时字对齐的边界不确定，必会导致采样数据不正确。采用BitSlip技术，结合对伴随时钟串并转换的结果，自适应调整并行数据的Bit位，保证每次采样都在正确的字边界。该技术优势在于当伴随时钟ACLK、LCLK，串行比特数据在高低温环境下延迟发生变化、逻辑资源变多时，ISERDES串并转换输出不是固定的顺序的并行数据，采用此自适应调整ISERDES并行输出数据顺序的方法，可保证每次数据采样的正确性，使得在各种复杂环境下，红外图像输出稳定，保证成像质量。

本发明的技术方案为：

所述一种稳定接收高速串行LVDS红外图像数据的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将探测器输出的红外图像信号经过模数转换后得到n路串行LVDS红外图像数据，同时获取模数转换时得到的帧时钟信号ACLK；再对n路串行LVDS红外图像数据以及帧时钟信号ACLK进行如下串并转换：

将每路串行LVDS红外图像数据，以及帧时钟信号ACLK分别输入到由两个8bitISERDES模块级联而成的ISERDES模块，扩展为14bit并行数据；

步骤2：采用BitSlip移位特征，通过以下过程对步骤1得到的14bit并行数据进行数据位移位：

对帧时钟信号ACLK的14bit并行数据进行连续采样，若连续设定次数内的ACLK并行数据全部为14’b11111110000000，则停止产生BitSlip信号，停止移位，否则触发产生BitSlip信号，使得每路级联的ISERDES模块继续移位，直到满足停止移位条件；