[发明专利]一种LVDS转USB3.0多通道适配器

说明书

本发明的一种LVDS转USB3.0多通道适配器，该适配器通过增加了多路接口芯片，并且FPGA通过乒乓缓存和状态查询等方式，可以独立处理各通道数据。LVDS转USB3.0多通道适配器的USB3.0主控芯片可按照UART协议发送和接收数管控制指令，于是在适配器电路上增加了多路接口芯片。本发明成本低廉，体积小重量轻，连接和操作简单，适用于进行一些需要频繁移动位置的测试。一个USB接口以及一个USB设备就可完成四通道数管控制和数传接收功能，减小了上位机软件设计的复杂性。通道数据相互独立、互不干扰，可以作为单通道或多通道适配器使用，提高了设计的通用性。

技术领域

本发明涉及适配器技术领域，具体涉及一种LVDS转USB3.0多通道适配器。

背景技术

某星载光谱仪主要利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分,并根据窄带吸收强度来推演出微量气体的浓度。某星载光谱仪是利用DOAS技术，通过吸收紫外波段谱线，对多种大气污染物(例如NO2、SO2、O3和CO)进行监测和分析的卫星载荷。

星载光谱仪与星载平台上采用的是标准航空接口，在研制过程中需要先在地面进行调试测试和调试。以往测试某星载光谱仪CCD成像电路LVDS和RS-422接口时常采用工控机和多种采集卡的方式，但是由于工控机体积大，不方便在不同工作环境下进行调试测试，此时这种工控机加装采集卡的方式则变得极为不便利，所以需要一款简单易连、体积小、重量轻的产品。相对于工控机，笔记本电脑则易携带，而笔记本最通用、方便的接口就是USB接口，于是产生了以USB3.0为接口的适配器的研制需求，LVDS转USB3.0适配器应运而生。由于新研的某星载光谱观测分为对地推扫与临边摆扫各两个，共计四个通道CCD成像电路，于是仅支持一通道LVDS转USB3.0适配器的方案需要四个板卡，四路USB3.0接口。因此研制了LVDS转USB3.0多通道适配器，在不增加USB接口的前提下，增加了四路RS-422数管接口和四路LVDS数传接口，进一步简化地面调试的连接，增强地面调试的灵活性。

相关术语解释：

A.USB3.0：Universal Serial Bus 3.0，是通用串行总线的简称，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。

B.FPGA：Field Programmable Gate Array，是现场可编程门阵列的简称，是一种半导体集成电路。

C.LVDS：Low Voltage Differential Signaling，是低电压差分信号的简称，是一种采用极低的电压摆幅和差分形式高速传输数据的协议。

D.RS-422：即EIA-422，是一系列的规定采用4线，全双工，差分传输，多点通信的数据传输协议。

E.UART：一种通用串行数据总线，用于异步通信。

发明内容

本发明提出的一种LVDS转USB3.0多通道适配器，可解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种LVDS转USB3.0多通道适配器，包括1路USB3.0接口、1个FPGA、1个USB3.0主控芯片、4路RS-422接口芯片和4路LVDS接口芯片；RS-422接口芯片连接数管接口，实现输入输出的RS-422电平和TTL电平的相互转换，当上位机发送数管指令时，数管接口由USB3.0主控芯片实现，FPGA收到后进行缓存，然后对各通道RS-422接口进行广播；

各通道发送RS-422数管指令时，经由FPGA进行判断并标记通道号后，经由USB3.0主控芯片和USB3.0接口发送至上位机；