連接器及所適用的圖像傳輸系統的制作方法

連接器及所適用的圖像傳輸系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種連接器及所適用的圖像傳輸系統。所述圖像傳輸系統包括：通過MIPI接口連接的從設備和連接器、和主設備。其中，所述主設備的控制端連接連接器的控制端，主設備的差分接口與連接器的差分接口相連，主設備的第三端口與連接器的第二端口相連。其中，所述連接器基于所述控制端所接收的電平信號選擇將所述差分接口、或第二端口與所述MIPI接口導通。本實用新型解決了MIPI接口與FPGA無法對接的問題。
【專利說明】
連接器及所適用的圖像傳輸系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及接口轉換技術領域，尤其涉及一種連接器及所適用的圖像傳輸系統。
【背景技術】
[0002]隨著近些年來圖像傳感器(Image Sensor)分辨率不斷增大，吞吐率進一步增加，傳統并行接口的輸出速率已經不能滿足吞吐率要求。另外，由于傳統并行接口電壓高，走線長度要求嚴格等問題，導致并行接口在高速圖像傳輸需求下成為瓶頸。2003年MIPI (MobileIndustry Process Interface移動產業處理器接口)聯盟成立，并推出基于MIPI接口的協議，使用低壓差分串行接口代替并行接口以滿足圖像傳感器吞吐率和功耗等要求。
[0003]MIPI接口協議將信號傳輸分成高速模式(HS)和低功耗模式(LP)。其中，在HS模式下MIPI接口通過低壓差分發送圖像信息，由于MIPI接口協議輸出的差分電壓為200mV，低于常見的差分信號，所以傳輸時功耗較低。在LP模式MIPI接口協議在原有差分信號兩端采用TTL電平，可以發送或者接收低速命令。
[0004]然而，圖像處理電路(如FPGA等)的接口與所述MIPI接口并不匹配，因此需要連接器進行轉換。目前使用連接器轉換的方案一般采用集成芯片的方式，如采用miticom公司的轉換芯片MC20902等。這種方案，價格昂貴，芯片不易采購。為解決這一現狀，本實用新型提供一種轉換電路，用于解決圖像處理電路(如FPGA等)的接口與所述MIPI接口并不匹配的問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供一種連接器及所適用的圖像傳輸系統，用于解決現有技術中MIPI接口與FPGA無法對接的問題。
[0006]基于上述目的，本實用新型提供一種連接器，用于連接MIPI接口與主設備，包括:差分信號傳輸單元，包括:與所述主設備相連的差分接口和差分輸出端;控制信號傳輸單元，包括:與所述主設備均連接的控制端和第二端口，以及第一端口 ；受控選通單元，包括:與所述差分輸出端相連的第一輸入端，與所述第一端口相連的第二輸入端，與所述控制信號傳輸單元的控制端相連的受控端，以及MIPI接口；所述控制信號傳輸單元基于所述控制端接收的電平信號將所述第二端口接收的控制信號傳遞至所述第一端口；所述受控選通單元基于所述受控端所接收的電平信號選擇將所述第一輸入端或第二輸入端與所述MIPI接口導通。
[0007]優選地，所述差分信號傳輸單元包括:串聯的包含兩輸入端和兩輸出端的運放器；其中，該兩輸入端彼此反相，該兩輸出端彼此反相，且同側輸入端和輸出端彼此為同相。
[0008]優選地，所述控制信號傳輸單元包括:位于所述第一端口和第二端口之間的單路信號通路上、將所述第二端口接收的控制信號傳遞至第一端口的第一級聯反相器，其中，每組第一級聯反相器包含受控端;連接在所述主設備和各第一級聯反相器的受控端之間的第二級聯反相器。
[0009]優選地，每組第一級聯反相器包含兩個串聯的反相運放器;所述第二級聯反相器包含串聯的反相運放器。
[0010]優選地，所述受控選通單元包括:包含第一受控開關的、連接所述第一輸入端和MIPI接口的第一選通模塊;包含第二受控開關的、連接所述第二輸入端和MIPI接口的第二選通模塊;受控端與所述控制信號傳輸單元的控制端相連、第一輸出端與所述第一受控開關、第二輸出端與所述第二受控開關相連的控制模塊。
[0011 ]優選地，所述差分信號傳輸單元包括:SY54016AR芯片;所述控制信號傳輸單元包括:SN74AVC2T45芯片;所述受控選通單元包括:TS3USB221芯片。
[0012]基于上述目的，本實用新型還提供一種圖像傳輸系統，包括:如上任一所述的連接器;與所述連接器中的MIPI接口相連的、用于通過所述MIPI接口接收控制信號和輸出差分圖像信號的從設備;與所述連接器相連的主設備；
[0013]其中，所述主設備包括:與所述連接器中的差分接口相連的圖像信號發送單元;與所述連接器中的第二端口和控制端分別連接的控制單元。
[0014]優選地，所述主設備為FPGA。
[0015]如上所述，本實用新型的連接器及所適用的圖像傳輸系統，具有以下有益效果:由連接器將差分圖像信號和非差分的控制信號均通過MIPI傳遞給從設備，解決了 MIPI接口與FPGA無法對接的問題;另外，采用雙輸入和雙輸出的運放器，能夠維持所接收的信號的穩定性;還有，采用包含雙向傳輸的級聯反相器及用于控制傳輸方向的級聯反相器，能夠便于主從設備之間傳遞控制信息。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對本實用新型實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本實用新型實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實用新型的圖像傳輸系統的一個實施例的結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的連接器的一個實施例的結構示意圖。
[0019]圖3是本實用新型的連接器中差分信號傳輸單元的一個實施例的結構示意圖。
[0020]圖4是本實用新型的連接器中控制信號傳輸單元的一個實施例的結構示意圖。
[0021]圖5是本實用新型的連接器中受控選通單元的一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]如圖1所示，本實用新型提供一種圖像傳輸系統。所述圖像傳輸系統包括:從設備11、連接器12和主設備13。其中，所述主設備13是指運行所存儲的程序，并根據程序運行來向從設備11發出指令，并按照程序設定將信號發送至所述從設備11。所述主設備13包括但不限于:FPGA、包含CPU的集成電路或印刷電路板等。所述從設備11是指按照主設備13所指示的指令將所述主設備13傳遞包含數據(或叫信息、指令)的信號予以信號處理。例如，所述從設備11為包含顯示屏的圖像顯示裝置。所述連接器12用于將從設備11的MIPI接口與不支持MIPI接口的主設備13進行連接，使得主從設備11之間的信號能夠通暢傳遞。
[0024]本實施例中，所述從設備11為圖像處理芯片，則所述主設備13為對應于所述圖像顯示裝置的圖像輸出裝置。所述從設備11的MIPI接口與所述連接器12的MIPI接口相連，所述連接器12的差分接口、控制端和第二端口分別與主設備13的差分接口、控制端和第三端口相連。其中，所述連接器12中的控制端和第二端口可為單獨的單端電平接口。
[0025]其中，所述連接器12包括:差分信號傳輸單元、控制信號傳輸單元和受控選通單元。如圖2所示。
[0026]所述差分信號傳輸單元包含所述差分接口(IN+和IN-)和差分輸出端(Q+和Q-)，用于將主設備13所輸出的差分圖像信號通過所述差分輸出端傳遞至受控選通單元(ID+和1D-) ο
[0027]在此，所述差分信號傳輸單元按照MIPI接口的電壓范圍，將所接收的差分圖像信號的電壓范圍進行轉換。例如，所述差分信號傳輸單元包括對應每路圖像信號的單輸入單輸出的運放器。優選地，所述差分信號傳輸單元包括SY54016AR芯片及外圍電路，該外圍電路用于為所述SY54016AR芯片提供用于轉換信號電壓的、穩定的偏置電壓。
[0028]另一種優選方式中，如圖3所示，所述差分信號傳輸單元包括:串聯的包含兩輸入端和兩輸出端的運放器;其中，該兩輸入端彼此反相，該兩輸出端彼此反相，且同側輸入端和輸出端彼此為同相。該兩輸出端為所述差分輸出端。其中，該兩輸入端之間連接負載電阻，其阻值在[50，100Ω ]之間。
[0029]所述控制信號傳輸單元包括:與所述主設備13均連接的控制端(DIR)、第二端口(Al和Α2)，以及第一端口(BI和Β2)。
[0030]在此，所述控制信號傳輸單元的第二端口所接收的包含控制指令的控制信號，與所述差分信號傳輸單元所接收的差分圖像信號是具有時序的，其時序由主設備13控制。
[0031]所述控制信號傳輸單元基于所述控制端所接收的電平信號，確定是否導通第一端口與第二端口。當導通期間，所述控制信號傳輸單元輸出所述控制信號。例如，所述控制信號傳輸單元包括:SN74AVC2T45芯片及外圍電路，其中，該外圍電路用于為所述SN74AVC2T45芯片提供穩定的偏置電壓。
[0032]優選地，所述控制信號傳輸單元包括:第一級聯反相器和第二級聯反相器。
[0033]所述第一級聯反相器的數量為兩組，每組第一級聯反相器位于所述第一端口和第二端口之間的單路信號通路上、將所述第二端口接收的控制信號傳遞至第一端口。其中，每組第一級聯反相器包含受控端。
[0034]本實施例中，所述第一級聯反相器包含兩個串聯的反相器，其中的一個反相運放器包含受控端。
[0035]所述第二級聯反相器的數量為一組，連接在每組第一級聯反相器的受控端。其中，所述第二級聯反相器包括串聯的反相運放器。
[0036]如圖4所示，第一級聯反相器中的一個反相運放器Ull的輸入端連接所述第二端口Al、輸出端連接另一個反相運放器U12的輸入端;該反相運放器U12的輸出端連接對應Al的第一端口 BI。另一個第一級聯反相器中的一個反相運放器U21的輸入端連接所述第二端口A2、輸出端連接另一個反相運放器U22的輸入端;該反相運放器U22的輸出端連接對應A2的第一端口B2。其中，所述第二級聯反相器中的反相運放器的輸入端連接主設備13的控制端、輸出端連接另一反相運放器的輸入端，該另一反相運放器的輸出端分別連接反相運放器U12和U22的受控端。
[0037]當所述主設備13向所述第二級聯反相器中的反相運放器發出高電平信號，控制各所述第一級聯反相器導通，并將所述主設備13所輸出的控制信號傳遞給受控選通單元。
[0038]所述受控選通單元包括:與所述差分信號傳輸單元的差分輸出端相連的第一輸入端，與所述控制信號傳輸單元的第一端口相連的第二輸入端，與所述控制信號傳輸單元的控制端相連的受控端，以及MIPI接口。所述受控選通單元基于所述受控端所接收的電平信號選擇將所述第一輸入端、或第二輸入端與所述MIPI接口導通。
[0039]具體地，所述受控選通單元的受控端(S)和所述控制信號傳輸單元的控制端(DIR)共同連接主設備13的控制端。當所述主設備13的控制端輸出對應允許傳輸控制信號的電平信號時，所述控制信號傳輸單元導通第一端口(B1、B2)和第二端口(A1、A2)，同時，所述受控選通單元導通所述第二輸入端(2D+、2D_)和MIPI接口。當所述主設備13的控制端輸出對應允許傳輸差分圖像信號的電平信號時，所述控制信號傳輸單元斷開第一端口(B1、B2)和第二端口(Al、A2)，同時，所述受控選通單元導通所述第一輸入端(1D+、1D_)和MIPI接口。
[0040]在此，所述受控選通單元包括TS3USB221芯片及其外圍電路，該外圍電路用于為所述TS3USB221芯片提供穩定的偏置電壓。
[0041]在此，所述受控選通單元還可以包括:第一選通模塊、第二選通模塊和控制模塊。
[0042]所述第一選通模塊包含第一受控開關，并連接所述第一輸入端和MIPI接口。例如，如圖5所示，所述第一選通模塊的數量為兩個，其中，一個第一選通模塊連接第一輸入端ID+和MIPI接口的D+，另一個第一選通模塊連接第一輸入端ID-和MIPI接口的D-;每個第一選通模塊均包含所述第一受控開關。
[0043]所述第二選通模塊包含第二受控開關，并連接所述二輸入端和MIPI接口。例如，如圖5所示，所述第二選通模塊的數量為兩個，其中，一個第二選通模塊連接第一輸入端2D+和MIPI接口的D+，另一個第二選通模塊連接第一輸入端2D-和MIPI接口的D-;每個第二選通模塊均包含所述第二受控開關。
[0044]如圖5所示。所述控制模塊包含受控端(S端)和第一輸出端、第二輸出端，其中，該受控端與所述控制信號傳輸單元的控制端(DIR)相連、第一輸出端與所述第一受控開關、第二輸出端與所述第二受控開關相連。圖4中的控制模塊OE端接地。
[0045]所述控制模塊包含根據電平信號的高低而設置的選通電路。例如，所述控制模塊包括選通器等。在所述控制模塊的選通下，所述MIPI接口有時序的輸出非差分的控制信號和差分圖像信號。
[0046]所述連接器12受主設備13的控制，所述主設備13包括:圖像信號發送單元和控制單元。
[0047]所述控制單元包含第三端口、控制端。其中，所述第三端口連接第二端口，所述控制單元的控制端連接連接器12的控制端。
[0048]具體地，所述控制單元的控制端同時連接控制信號傳輸單元的控制端(DIR)和受控選通單元的受控端(S端)。所述控制單元的控制端還可以連接所述圖像信號發送單元的控制端。
[0049]所述圖像信號發送單元的差分接口與連接器12的差分接口相連。
[0050]參閱圖2的電路結構，所述圖像傳輸系統的工作過程舉例如下:
[0051]所述控制單元的控制端發送對應傳輸控制信號的電平信號(如高電平)，所述圖像信號發送單元基于該電平信號不予發送和接收信號；同時，所述連接器12中的控制信號傳輸單元基于該電平信號導通第一端口與第二端口；所述受控單元基于該電平信號導通第二輸入端與MIPI接口、并斷開第一輸入端與MIPI接口。所述控制單元通過所述第三端口、第二端口、第一端口、第二輸入端和MIPI接口構成的通路，將包含控制指令的控制信號發送給從設備11。
[0052]接著，所述控制單元的控制端發送對應傳輸差分圖像信號的電平信號(如低電平)，所述圖像信號發送單元基于該電平信號，向差分接口發送差分的圖像信號；同時，所述連接器12中的控制信號傳輸單元基于該電平信號斷開第一端口與第二端口；所述受控單元基于該電平信號導通第一輸入端與MIPI接口、并斷開第二輸入端與MIPI接口。所述圖像信號發送單元通過所述差分接口、差分輸出端、第一輸入端和MIPI接口構成的通路，將差分的圖像信號發送給從設備11。
[0053]綜上所述，本實用新型中的連接器將差分圖像信號和非差分的控制信號均通過MIPI傳遞給從設備，解決了 MIPI接口與FPGA無法對接的問題。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0054]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種連接器，用于連接MIPI接口與主設備，其特征在于，包括: 差分信號傳輸單元，包括:與所述主設備相連的差分接口和差分輸出端； 控制信號傳輸單元，包括:與所述主設備均連接的控制端和第二端口，以及第一端口；受控選通單元，包括:與所述差分輸出端相連的第一輸入端，與所述第一端口相連的第二輸入端，與所述控制信號傳輸單元的控制端相連的受控端，以及MIPI接口； 所述控制信號傳輸單元基于所述控制端接收的電平信號將所述第二端口接收的控制信號傳遞至所述第一端口； 所述受控選通單元基于所述受控端所接收的電平信號選擇將所述第一輸入端、或第二輸入端與所述MIPI接口導通。2.根據權利要求1所述的連接器，其特征在于，所述差分信號傳輸單元包括:串聯的包含兩輸入端和兩輸出端的運放器;其中，該兩輸入端彼此反相，該兩輸出端彼此反相，且同側輸入端和輸出端彼此為同相。3.根據權利要求1所述的連接器，其特征在于，所述控制信號傳輸單元包括: 位于所述第一端口和第二端口之間的單路信號通路上、將所述第二端口接收的控制信號傳遞至第一端口的第一級聯反相器，其中，每組第一級聯反相器包含受控端； 連接在所述主設備和各第一級聯反相器的受控端之間的第二級聯反相器。4.根據權利要求3所述的連接器，其特征在于，每組第一級聯反相器包含兩個串聯的反相運放器;所述第二級聯反相器包含串聯的反相運放器。5.根據權利要求1所述的連接器，其特征在于，所述受控選通單元包括: 包含第一受控開關的、連接所述第一輸入端和MIPI接口的第一選通模塊； 包含第二受控開關的、連接所述第二輸入端和MIPI接口的第二選通模塊； 受控端與所述控制信號傳輸單元的控制端相連、第一輸出端與所述第一受控開關、第二輸出端與所述第二受控開關相連的控制模塊。6.根據權利要求1所述的連接器，其特征在于，所述差分信號傳輸單元包括:SY54016AR芯片;所述控制信號傳輸單元包括:SN74AVC2T45芯片;所述受控選通單元包括:TS3USB221芯片。7.一種圖像傳輸系統，其特征在于，包括: 如權利要求1-6中任一所述的連接器； 與所述連接器中的MIPI接口相連的、用于通過所述MIPI接口接收控制信號和輸出差分圖像信號的從設備； 與所述連接器相連的主設備； 其中，所述主設備包括: 與所述連接器中的差分接口相連的圖像信號發送單元； 與所述連接器中的第二端口和控制端分別連接的控制單元。8.根據權利要求7所述的圖像傳輸系統，其特征在于，所述主設備為FPGA。
【文檔編號】G06F13/42GK205427841SQ201520944694
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月24日
【發明人】廖文燈, 余志強
【申請人】上海興芯微電子科技有限公司