基于spi及rs422总线的长距离图像信号传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于SPI及RS422总线的长距离图像信号传输系统，属于视频图像传输领域。
【背景技术】
[0002]SPI (Serial Peripheral Interface-串行外设接口)总线机制电路设计简单(信号线数量少)、使用方便，因此在数据通讯领域广为应用。在不少高级图像处理集成芯片中也把SPI总线作为一种标配。传输视频图像时，SPI总线只需时钟和信号两根线即可，因此在短距离或电磁环境极好的系统中SPI也被用来传输图像。SPI总线最大问题在于其抗干扰能力差，有效传输距离要小于5米。在无人机光电转台等领域中图像传输多采用Cameralink接口完成。Cameralink是一种标准接口模式，且为差分信号传输抗干扰能力强于SPI等串行传输模式。对无人机转台等带有转动系统的应用设备来说，视频信号线一般都需要经过导电环转接，而且随着技术不断更新及应用要求的不断提高，往往单台设备都会装两个甚至多个传感器，因此要求各种信号都能使用尽量少的信号线，以减轻导电环的使用压力。然而，标准Cameralink接口信号线数量较多(一般为五对双绞线)，且其最长10米的传输距离，已经难以完全满足实际应用需求。RS422作为一种稳定性好、技术成熟的信号传输总线在串口通信等领域应用特别广，该总线也采用差分信号进行数据传输，有效传输距离可达1200米，将其与SPI总线相结合使得Cameralink总线的数据线数量较多和SPI总线抗干扰能力差问题的解决成为可能。
【发明内容】
[0003]本发明为了克服现有无人机转台等设备中视频图像信号需经过导电环转接、传输距离要求较高时SPI总线传输图像抗干扰能力差而Cameralink总线数据线过多的制约问题，提出一种基于SPI及RS422总线的长距离图像信号传输系统。
[0004]本发明基于SPI及RS422总线的长距离图像信号传输系统，其特征是，包括SPI输入主机、两个串并转换模块、两个并串转换模块和SPI输出从机；视频图像传输时，视频图像分时钟信号和图像数据信号两路输入SPI输入主机中，两个串并转换模块分别收到两路数据后将两种串行信号转换为RS422格式差分信号输出，之后两个并串转换模块将分别接收到的RS422差分信号转回SPI串行数据格式，并送往SPI输出从机完成图像传输任务。
[0005]本发明的有益效果是:同以往单一使用SPI总线或Cameralink接口进行视频图像传输相比，本系统使用SPI和RS422总线相结合的方式，有效克服了 SPI总线抗干扰能力差而Cameralink接口数据线多的问题，且与Cameralink接口最远10米传输距离相比本发明所使用的RS422总线具有更强的抗干扰能力。
[0006]本发明电路设计简单，电路模块化使用，可集成到各种实时图像处理系统板卡中，提高系统稳定度，减少系统成本。
【附图说明】
[0007]图1是本发明基于SPI及RS422总线的长距离图像信号传输系统组成结构框图。
[0008]图2是本发明实施例的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0010]如图1所示，基于SPI及RS422总线的长距离图像信号传输系统，其包括SPI输入主机、两个串并转换模块、两个并串转换模块和SPI输出从机。采用本系统进行视频图像传输时，视频图像经过SPI输入主机转换为时钟和数据两路信号后以串行数据格式经SPI输入主机的输出接口送往串并转换模块，串并转换模块分别收到两路信号后将这两种串行信号转换为RS422格式差分信号输出。RS422格式差分信号抗干扰能力强可用来进行最长1200米的长距离传输也可经导电环等转接设备，完成传输任务后将两路差分信号传至并串转换模块，并串转换模块将RS422差分信号转回SPI串行数据格式，并送往SPI输出从机完成图像传输任务。
[0011]如图2所示，本发明的实施例是，整个视频传输系统分四部分组成，其中SPI输入主机和SPI输出从机可以采用专用的视频格式转换芯片来实现，例如TMS320DM368、TMS320DM8147等集成视频信号处理器都自带SPI格式图像数据的收发模块，并可进行SP1、Cameralink, BT656等视频数据格式间相互转换，因此，本图像传输系统在实际应用过程中可根据实际情况充分利用集成视频信号处理芯片的SPI收发模块作为本视频传输系统SPI输入主机和SPI输出从机，完成视频传输功能的同时进一步减小系统复杂性。串并转换模块和并串转换模块分别由两片工作稳定、设计简单的MAX3490芯片完成。
[0012]采用本系统进行视频图像传输时，视频信号源经SPI输入主机处理后将视频信号分为时钟和数据两路信号，这两路信号分别从SPI输入主机的时钟输出接口 SCK_OUT和数据输出接口 MOSI_OUT以串行数据格式输出给串并转换模块的两片MAX3490。时钟和数据两路串行数据分别经串并转换模块两片MAX3490的串行数据输入口 SIN后，MAX3490会自动将这两种串行数据转换为RS422格式的差分信号并经过各自的差分输出口 TX+和TX-输出。转换后的时钟和数据信号各由一对差分信号组成，这两组差分信号就具有较强的抗干扰能力，可满足长距离视频传输或导电环传输等干扰较强的视频传输要求，在进行长距离视频传输时，两组差分信号线需要分别进行双绞，如此可有效提高两种信号的传输距离。完成这些功能后，时钟和数据两组差分信号分别接入并串转换模块两片MAX3490的差分输入接口 RX+和RX-，两片MAX3490会自动将两组差分信号分别转换为SPI串行格式并经由两片MAX3490的串行数据输出接口 SOUT输出至SPI输出从机，SPI输出从机的时钟输入管脚SCK_IN和数据输入MOSI_IN管脚分别接受并串转换传来的时钟串行信号和数据串行信号，最终完成数据视频图像数据的传输任务。
【主权项】
1.基于SPI及RS422总线的长距离图像信号传输系统，其特征是，包括SPI输入主机、两个串并转换模块、两个并串转换模块和SPI输出从机；视频图像传输时，视频图像分时钟信号和图像数据信号两路输入SPI输入主机中，两个串并转换模块分别收到两路数据后将两种串行信号转换为RS422格式差分信号输出，之后两个并串转换模块将分别接收到的RS422差分信号转回SPI串行数据格式，并送往SPI输出从机完成图像传输任务。
【专利摘要】基于SPI及RS422总线的长距离图像信号传输系统，属于视频图像传输领域，为了克服现有无人机转台等设备中视频图像信号需经过导电环转接、传输距离要求较高时SPI总线传输图像抗干扰能力差而Cameralink总线数据线过多的制约问题，该系统包括SPI输入主机、两个串并转换模块、两个并串转换模块和SPI输出从机；视频图像传输时，视频图像分时钟信号和图像数据信号两路输入SPI输入主机中，两个串并转换模块分别收到两路数据后将两种串行信号转换为RS422格式差分信号输出，之后两个并串转换模块将分别接收到RS422差分信号转回SPI串行数据格式，并送往SPI输出从机完成图像传输任务。
【IPC分类】H04N7-10, H04N5-77
【公开号】CN104539867
【申请号】CN201410849098
【发明人】贺柏根, 鲁剑锋, 朱明
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月29日