DVI显示接口及其在机载雷达中的运用
双链路DVI与单链路DVI可实现的分辩率对照表,如表2所示。
视频帧由VSYNC个视频行组成,每一行由HSYNC个像素,水平门与垂直门的“与”函数即为可视区域,图像的其他区域为消隐区。目前存在很多种不同VGA模式,以下就常见的各种模式种参数进行说明,给出VGA模式中各种时序参数可以参考,水平(行)时序如表3所示,垂直(场)时序如表4所示。
当有效时间增加时,它超过了场同步信号的上升沿,因此前沿为-1在实际设计中如何通过不同的系统频率确定适当的显示模式,例如在某开发板中FPGA的系统时钟频率为50 MHz。这个时钟频率可以用来设计显示800x600模式,为了显示器显示效果好,采用场频(刷新频率)75 Hz,那么帧长可以确定为666,而行总长设计为1 000像素。
3 在机载雷达系统中的运用
过去的机载雷达多用PAL制的视频信号或VGA信号,在本设计中根据DVI的有关特性,结合机载雷达的具体需求,设计了如图1所示的DVI系统。
其实现过程如下,PPC405将需要显示的图像数据按行列要求写入显示存贮器,视频时序电路和读显存地址形成电路将显示存贮器的数据按DVI显示的要求送入DVI接口电路,再由DVI接口电路形成差分的高速串行信号和时钟信号通过DVI专用电缆送入DVI显示器。图1中除了DVI接口电路外均用FPGA形成,FPGA可以灵活地形成不同的行场信号和符合要求的显示缓存区。
DVI的关键器件(DVI接口芯片)SiI1160的设计简图如图2所示,数字视频信号由FPGA(XC2VPS0)产生,由于XC2VP50内部资源较为丰富,控制整个图形产生的CPU(PPC405)用片内的硬核实现除了DVI接口器件以外的几乎所有器件(包括VRAM,CPU,FLASH,控制逻辑电路等),由于SiI1160有许多信号是高速数字信号,所以在该器件周围要增加足够的电磁保护元件,SiI1160的CLK信号由所显示的图像分辩率决定的,具体选择如前表所述,该器件片内有数字锁相环电路用于倍频,为了保证锁相环电路稳定可靠工作,需要给锁相环电路提供稳定的电源,如图2中的W1,模拟电源需经电感隔离后提供,输出数字图像信号需经如图所示的滤波电路处理后输出,方能保证高速数据的稳定传送。
以往的机载雷达一般采用电视制式的视频信号或VGA制式的信号,这些信号均是模拟信号,模拟信号在用于液晶显示时,由于需要先D/ A,再A/D的转换,这样就存在一定程度的信息损失,采用DVI显示接口设计,可以有效避免由于数模模数转换而引进的信息损失,最大限度地保证了雷达显示信号的真实性和完整性。
DVI显示接口的成功运用,为机载雷达引进了一种全数字的在信号传输环节没有任何信息损失的显示方式,由于该种方式具有如上优点,必将在未来的机载雷达中得到越来起多的运用。
在印制板的工程设计中,要按照数字高频电路的要求设计,要注意对差分信号的保护,按差分信号的要求布线(如保持等长和平行等),对DVI接口器件周边在布线时要注意电磁保护,以减少信号损失。
4 结束语
从目前的趋势来看,DVI由于可以支持高分辨率(双路时最高可达2 048x1 536)显示和无信息损失等优点,再加上数字显示设备的不断普及,其应用领域将会越来越广。越来越多的雷达出于诸多方面的考虑已提出要用DVI方式进行显示,而且DVI在技术方面是成熟的,相信在不远的将来,DVI显示接口在雷达上的运用将会越来越多。
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