Prostriedky technickej organizácie komunikácií v súčasnosti majú najväčší význam pre IT priemysel. To sa prejavuje vo vývoji bezdrôtových systémov, a v zásade plnenie elektronických zariadení s možnosťou komunikácie s inými technológiami, ktoré pred niekoľkými rokmi, a jazyk nešiel. Ale tradičné kanály fyzického prenosu údajov tiež neexistujú. Napríklad koncepcia LVDS (diferenciálna signalizácia nízkeho napätia) je založená na princípoch prenosu signálov nízkeho napätia niekoľkými diferencovanými kanálmi. Tento spôsob organizovania prenosov zberníc sa líši vysokou účinnosťou a zároveň nestála veľa.

Všeobecné informácie o rozhraní

Zamietnutie bezdrôtovej technológie v prospech klasických kanálov má stále významný prínos. Nie je to ani otázka stability prenosu údajov, ale rýchlosťou a nenáročnosťou z hľadiska služby. Pokiaľ ide o dynamiku, takáto linka je v priemere schopná poskytnúť 400-600 Mbps za krútený pár. Technológia LVDS sa objavila ako odpoveď na požiadavky na prenos informácií na veľké vzdialenosti. Jeho významný rozdiel od alternatívnych metód sa však stal neobvyklým schémou rozvetvených obrysov. Koniec koncov, čo je LVDS z hľadiska technickej a stavebnej realizácie? Ide o súbor diferencovaných káblových kanálov určených na výmenu údajov medzi zariadeniami a čipmi. Samotná časť hardvéru nepodlieha štandardizácii. možnáAplikované zariadenie je v zásade prístupné pre integráciu rozhrania. Vedúci však nie sú niečo, čo presahuje súčasnú špecifikáciu. Navyše, paralelné linky môžu byť založené na zastaraných vodičoch bez optických sietí. Podstatou technológie je spôsob organizovania týchto kanálov.


Rozdielové signály majú nízky rozsah citlivosti 250 až 450 mV. A v kontexte posudzovania parametrov dátových prenosových vedení je stále nemožné ignorovať zdroj informácií, s ktorými pracuje rozhranie LVDS. Popis koncových zariadení môže byť vyjadrený vo forme vysielačov, ktoré sa vykonávajú ako prúdové spínače. Toto zariadenie zabezpečuje nezávislosť rýchlosti spracovania signálu od hlavného napätia v linke. Na základe vyššie uvedených skutočností je možné vykonať dva stredné výstupy systému LVDS:

V procese prenosu dát sa predpokladá malá rýchlosť signálu vzhľadom na parametre citlivosti.

Vysielanie sa uskutočňuje s prúdom charakteru.

V praxi fungovanie rozhrania znamená, že systém bude schopný udržiavať vysokú rýchlosť aj pri nízkej spotrebe energie. Na konkrétnych číslach bude teoretická rýchlosť 1923 Mbit /s, výrobcovia hotových riešení však stále odporúčajú dodržanie úrovne 655 Mb /s.

Vlastnosti diferenciálneho rozdelenia kanálov

Najprv by sme mali zvážiť, čo je v podstate diferenciálny signál. Toto je spôsob prenosu údajov prostredníctvom elektrických sietí pomocouprotifázové čiary. Podľa pravidiel organizácie takýchto kanálov sa signál prenáša vo forme diferenciálneho páru, pričom každý prúd má svoj vlastný vodič. V tomto prípade je poskytnutá inverzia - to znamená, že v jednom páre boli zapojené dva signály s rôznymi znakmi. Najlacnejším spôsobom realizácie týchto dvojíc je použitie skrútených vodičov, ale je tiež povolené používať twinxial káble a priamu dekompresiu na doske plošných spojov. Je dôležité zdôrazniť, že prijímač LVDS reaguje presne na rozdiel medzi dvojicami signálov a nie na rozdiel medzi uzemňovacím potenciálom a konkrétnym vodičom.
Rozdielové páry majú tiež špeciálny dizajn. V obvodoch sú signály LVDS označené ako RX (0-3), RXC atď. Výstupný signál CLK zobrazuje frekvenciu pixelov, ktorá tiež definuje spektrum signálov R /G /B vysielača. V praxi môže byť rozhranie diferenciálnych kanálov použité na prenos farieb 18 a 24 bitov. V tomto ohľade je systém LVDS najbližším rozhraním TMDS, ale nerozlišuje jednotlivé dvojice diferenciálov. Inými slovami, je možné, aby každá dvojica priradila signály k určitému farebnému spektru. Zvláštna pozornosť si zasluhuje a diferenciáciu ako spôsob prenosu kontrolných tokov. V tomto prípade signály prenášajú informácie pomocou špecifických schém a konfigurácií. Napríklad sa široko používajú signály synchronizácie rámcov a liniek, ako aj kanály prenášajúce informácie o korekcii dát. Je však možné kombinovať nielen rozdielne páry s rôznymi dátami, ale aj skupiny signálovsa líšia typom uvedených informácií? Závisí to od konečného prijímača, s ktorým funguje rozhranie LVDS? Opis princípu spracovania takýchto údajov môže byť reprezentovaný nasledovne:

Vysielač registrov posunov má niekoľko skupín informácií od rôznych dvojic diferenciálu.

Prijímač konvertuje formát údajov.

Ovládacia tabuľka znovu rozdeľuje toky a zvýrazní cieľové informácie.

Rozhranie tunera nastavuje hardvérové ​​nastavenie alebo vysiela signál do oblasti prehrávania.

Definícia kvality signálu

Práca systémov založených na LVDS je charakterizovaná rýchlosťou a rozsahom prenosu informácií. Ide o hlavné kvalitatívne ukazovatele, ktoré závisia od operačného potenciálu konkrétnej linky. Pri ideálnych podmienkach používania kanála nie sú žiadne vonkajšie prekážky a preto sú dosiahnuté maximálne možné parametre rýchlosti a rozsahu bez obmedzenia. Keďže však v praxi takéto podmienky nenastávajú, pri návrhu a údržbe rozhraní LVDS je potrebné posúdiť ich kvalitu.

Najbežnejšou metódou analýzy rozdielových línií je výkres očného diagramu. Najmä jasne ukazuje úroveň skreslenia signálu. Existuje aj kvantitatívny odhad vyjadrený takzvaným percentom trasenia. V komplexe obidve charakteristiky poukazujú na stupeň rozptýlenia fotónov, ktorý je určený niekoľkými faktormi. Hlavná sa nazýva inter-symetrická interferencia, ktorá určuje útlm signálu a jeho frekvenčnú nerovnosť. Tiež kanálySamotný prenos dát sa môže navzájom ovplyvňovať. Toto platí pre susedné vedenia vybavené izoláciou s nízkou kvalitou. Môžete minimalizovať takéto rušenie vykonaním mapovania trasovania.

Zloženie kanálov

Kompletná linka v systéme LVDS je tvorená vysielačom a spojovacou infraštruktúrou, ktorá zabezpečuje komunikáciu medzi zdrojom informácií a prijímačom. Maximálna rýchlosť v tomto kanáli je 622 Mbps za predpokladu, že je bližšie k štandardnej konfigurácii. Pripojovacie prostredie pozostáva z dosky plošných spojov a káblového zväzku. Navyše sú tiež povolené varianty, v ktorých môže jedna zo zložiek chýbať. V tomto prípade však bude rozhranie LVDS obmedzené na rozsah a rýchlosť prenosu informácií, a to aj bez ohľadu na vplyv externých faktorov. Tlačená doska slúži ako základ pre inštaláciu prijímača alebo vysielača. Do práce systému sa zapája aj integrácia ukončovacích reťazcov, konektorov pre pripojenie funkčných komponentov a ďalšie pomocné zariadenia. Kľúčovou podmienkou komplexnej prevádzky je vzájomná zhoda všetkých jej prvkov, čo bude charakteristickým rysom technickej možnosti ich inštalácie na dráhe PCB. Kontrola chýb pri výbere komponentov pre kanál LVDS sa vykonáva v skúšobnej fáze. Už v praxi po zavedení systému do pracovného procesu môže odstránenie nekompatibility prostriedkami vyžadovať veľké finančné náklady a technické zdroje.

Káble a konektory LVDS

Pripojená infraštruktúra je založená na vedúcich obvodoch aprostriedky umožňujúce ich spojenie. V diferenciálnom rozhraní sa odporúča použiť symetrický krútený pár. Tento kábel poskytuje optimálne vlastnosti signálu vplyvom podporu stáleho odporu (asi 100 ohmov) a uzavreté vplyvu rušenia na strane prijímača. Súčasne kábel LVDS a jeho parametre nie sú prísne regulované. Výnimky možno pripísať niektorým prevádzkovým indikátorom drôtu, konfigurácii rozdelenia podľa kontaktných miest atď. Výber kábla veľa závisí od špecifických požiadaviek systému. Napríklad vzdialenosť do 50 cm umožňuje použitie takmer všetkých typov vodivých médií. Je žiaduce podávať pár štandardov CAT3-5 vo vzdialenosti do 10 cm. Rýchlosť takejto infraštruktúry bude až 400 Mbps. Konektory, ktoré sa používajú na vytváranie odkazov LVDS, sú tiež vyberané na základe návrhových požiadaviek systému. Ale v takmer každom prípade sa dôraz kladie na možnosť servisu vysokorýchlostného prenosu dát, berúc do úvahy elektromagnetické žiarenie a externé vedenie. Osobitná pozornosť sa venuje umiestneniu liniek na kontaktoch. Vstupné rozhranie môže mať rôzne konfigurácie konektorov, ktoré sa líšia dĺžkou a potenciálnou veľkosťou skreslenia. Konštrukcia liniek vyžaduje použitie záverov príslušných drôtov jednej dvojice. To vám umožní vyváženie rýchlosti s optimalizáciou rušenia ďalšími prostriedkami.

V praxi je vytvorenie diferenciálnych kanálov s konektormi jedným z kľúčových technických parametrovTermoregulátory pôsobia. Je dôležité zvážiť pri pripojení konečného prijímača k maticiam. 30-kolíkové rozhrania je možné použiť na základnej úrovni výkonu. Moderné zariadenia, ktoré kladú čoraz častejšie požiadavky na šírku pásma, sa však riadia 40-pinovým LVDS. Tento konektor môže byť jeden a dva kanály - táto nuancia by sa mala brať do úvahy aj pri usporiadaní spojenia.

Riadenie toku údajov

Na efektívne využitie diferenciálnych kanálov nestačí vybrať vhodné funkčné komponenty. Úloha zjednodušenia údajov sa rieši vo fáze vývoja konfigurácie vysokorýchlostných vedení. Návrhár vytvára platformu s jednotlivými vysielačmi, ktoré niekedy používajú serializátorové čipy. Sú to špeciálne snímače signálu, ktoré poskytujú paralelné sekvenčné rozdelenie. Na druhej strane, na konci prijímača je nainštalovaný deserializátor, vykonáva inverznú transformáciu - zo sériového paralelného stavu. Použitie serializátorov v praxi vám umožňuje optimalizovať frekvenciu vysokorýchlostného kanálu na hodnoty prijateľné pre cieľové zariadenie. Metóda riadenia toku informácií sa používa aj integráciou prijímačov a vysielačov. Napríklad Xilinx obsahuje niekoľko portov v programovateľnom rozhraní LVDS na hostiteľské komponenty toho istého štandardu. Toto riešenie má významnú výhodu pri optimalizácii konštrukcie zariadenia, čo uľahčuje konštrukciu cieľovej architektúry kanálovberúc do úvahy potrebné indikátory rýchlosti bez ohľadu na implementáciu externého rozhrania.

Použitie LVDS

Vývoj technológie je spôsobený zvýšenými požiadavkami na prenos video informácií. Konfigurácia kanálového zariadenia tohto rozdielového rozhrania je najvhodnejšia na obsluhu kancelárskych a domácich zariadení, ktoré pracujú s fotografiami, videami, 3D grafikou a inými multimediálnymi materiálmi. Okrem toho môžu počítače a sieťové distribútory, ako aj satelitné komunikačné systémy slúžiť ako koncové zariadenia. To znamená, že rozhranie LVDS a jeho aplikácia možno nazvať univerzálnym z hľadiska integračných príležitostí v moderných systémoch na prenos a spracovanie digitálnych informácií. Najčastejším používaním technológie je kombinácia monitorov z počítača a iných zdrojov informácií. Napríklad pre LCD panely s vysokým rozlíšením sa používajú zbernicové káble LVDS s nízkou spotrebou energie, ale široká šírka pásma.

Na organizáciu vysokorýchlostných dátových tokov pomocou čipov, ktoré dokážu konvertovať dáta na 21 až 48 bitov pod viackanálovým systémom LVDS s následným výstupom na hodinový signál. Takéto konfigurácie sa používajú pri servise super rýchlych serverov a smerovačov. Vo všeobecnosti možno povedať, že diferenciálna signalizácia nízkeho napätia je vhodná pre viacbodové systémy, ktorých komponenty musia byť koordinované z rôznych koncov prenosu informácií. Niektorí konvertori LVDS nájdu svoje miesto v priemysle a hovoriaforma náhodných dátových kľúčov.

Systém sleduje a LVDS matice

Štandardizovaná rozhranie pre pripojenie zariadení na prehrávanie videa ako primárny funkčné komponenty práve zahŕňajú konektory. Stačí len vybrať bude konať optimálne vlastnosti pre vstupný konektor. Okrem špecifického koncového zariadenia tvorili nasledujúce charakteristiky:

Rozlíšenie monitoru alebo matrice.

Veľkosť obrazovky.

, Snímková frekvencia a tak ďalej. D.

Vyššie uvedené termostaty, napríklad, do značnej miery závisí na diagonále. To znamená, že LVDS rozhranie 8 palcov, môže tiež byť zavedené prostredníctvom stýkače infraštruktúry 20-pin. Zvýšená kontakt môže dôjsť nielen na strane centrálneho, ale aj na bokoch. Obvykle také "peny" vykonávajú funkciu uzemnenia. Na rozhraní napätie je nastaviteľné pre zložky matrice, ktoré sa tiež líšia v závislosti na veľkosti obrazovky. Zvyčajne je počiatočná hodnota 33 dostatočná pre 15-palcové zariadenia a menej. Štandardné 12 kanálov v matrici 19 palcov a t. E. Pri pripojení vysielača a môžu byť podávané s prijímačmi. V dnešnej panely sú predávané ako chipsy, ale niekedy zahrnuté skalerov, že LVDS rozhranie regulátora. Schémy spojení s týmto doplnkom je použiť konektor 30-pin aspoň. Rozloženie signálov na "pynam" bude poskytovať klasifikáciu do troch hlavných skupín:

VCC - napájacie napätie.

VSS - uzemnenie.

RX -vstup je jeden z dvojice diferenciálov.

Výhody používania systémov LVDS

Jednou z hlavných výhod tohto rozhrania je jednoduchosť riadenia, koordinácie a prepínania. Väčšina moderných vysokorýchlostných vedení zahŕňa použitie špeciálnych materiálov na výrobu rovnakých káblov a monitorovanie signálov. V prípade diferenciálnych kanálov sa používajú najjednoduchšie štandardy, ktoré tiež rozširujú možnosti využitia technológie. Typická matica pre laptop so systémom LVDS môže poskytnúť rýchle prepínanie vysielača na hraničnú úroveň výkonu so zvyšujúcou sa rýchlosťou spracovania signálu. Súčasne sa náklady na energiu uchovávajú pri nízkych alebo priemerných rýchlostiach pre konkurenčné prenosové linky. Optimalizácia v tejto časti je dosiahnutá znížením rozptýleného výkonu záťaže - maximálne 12 mW pri impedancii 100 ohmov. Niektorí výrobcovia komponentov pre LVDS sa tiež zameriavajú na štatistickú spotrebu energie. Ekonomický faktor je atraktívny a z hľadiska nákladov na komponenty, z ktorých sa vytvára infraštruktúra. Použitie rovnakého krúteného páru na rozdiel od vlákien a celkom neporovnateľne na úkor nákupu aj nákladov na údržbu. Časť výhod vyplýva z použitia metódy prevodu diferenciálneho signálu ako takého. Je možné zdôrazniť jednoduchosť schém prenosu informácií a nízku citlivosť na rušenie. Samozrejme, ak neberiete do úvahy žiarenie v susedných úzky umiestnených kanáloch. nieRozhranie LVDS je kritické a citlivé pri práci na silných magnetických poliach. Korekcia konštrukcií nemá vplyv na kvalitu prenosu, takže je šum uložený v rozumných medziach.

Záver

Architektúra väčšiny hotových riešení na technologickej platforme LVDS je odlišná z hľadiska výkonu, hospodárnosti a flexibility z hľadiska funkčných zmien konfigurácie. Táto kombinácia pozitívnych funkcií je dosiahnutá kombináciou najlepších vlastností tradičného paralelného rozhrania (v najnovších verziách - digitálneho) a princípov sériového pripojenia. V dôsledku zníženia počtu vodičov, ktoré môžu používať systém v kompaktných zariadeniach, ktoré súčasne vyžadujú vysokokvalitný vysielací signál. Vlastne matrix pre laptop založený na LCD-radičoch demonštruje celý rad technologických výhod. Vývoj takýchto riešení dnes predstavujú spoločnosti ako Samsung, Philips, HP, atď. Implementácia workflow môže byť vykonaná samostatne, čo často robia domáci stavitelia s LCD panelmi. V tomto prípade budete potrebovať základnú sadu funkčných komponentov s káblom, konektorom, čipom riadiacej jednotky a koncovými zariadeniami. Ako však ukazuje prax, dosiahnutie takej výkonnosti s vysokou šírkou pásma je možné len v zriedkavých prípadoch. Uvedomujúc si to, výrobcovia komponentov LVDS vytvárajú špeciálne linky s infraštruktúrou pre prenos signálu, ktorá môže byť integrovaná do ľubovoľnej multimediálnej inštalácie - hlavnou vecou je správne prepojenie hlavných technickýchNastavenia. Pokiaľ ide v zásade o problémy typu rozhrania, môžu existovať externé bariéry, ale tieto faktory sú minimalizované zahrnutím izolačných a ochranných systémov. Môžu byť integrované ako doplnkový doplnok a ako základný funkčný prvok.