一種媒體獨立接口信號傳輸系統的製作方法
2023-04-23 17:26:01
專利名稱：一種媒體獨立接口信號傳輸系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及信號傳輸領域，尤其涉及的是一種使用Mil (Media Independent Interface ),即媒體獨立接口進行信號傳輸的系統。
背景技術：
LED顯示是採用驅動晶片控制LED燈點的點亮及其點亮時間來實現 的，典型的LED顯示控制晶片是採用串行移位來傳輸顯示數據，其控制信 號包括串行數據data,串行時鐘clk，數據加載load,以及驅動輸出使能 oe。在實際應用中，LED燈點與驅動晶片一起構成燈具，而這些燈具的控 制則依靠控制系統來完成，但許多應用的情況是系統與燈具之間需要進行 長距離信號傳輸。傳統的方案是採用如下解決方案來完成4線信號的長距 離傳輸在發送端，系統控制器發出級聯控制信號data—in、 load一in、 oe—in、 clkjn，編碼電路對這4路信號按照一定的規則進行編碼得到信號data、load、 oe、 elk,由差分晶片將上述4個信號轉化為4對差分信號data+及data、 load+ 及loacT, oe+及oe'， clk+及clk、在經過發送端線圏隔離之後，將這4對差 分信號作長距離傳輸。在接收端，上述4對差分信號經過接收端線圈隔離 之後，由接收端的差分晶片將其轉換為非差分的data, load， oe, clk信號， 由於這4個信號均為編碼後的信號，不能直接用於LED驅動晶片的控制， 因此需要通過解碼電3各的解碼得到data—out、 load—out、 oe—out、 elk—out， 然後發送給驅動晶片，完成信號傳輸的過程。 使用上述方案進行信號傳輸存在以下問題
1、在差分信號進行傳輸時，為了保護埠，需要採取隔離措施，如採用線圈隔離等，但差分信號為了能通過線圈，則必須在發送端進行編碼， 在接收端進行解碼，在上述的方案中，發送端和接收端的編碼、解碼實現
均比較複雜；
2、 長距離傳輸時傳輸速率難以提高；
3、 這種電路在EMC電磁兼容方面輻射較大。 因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種使 用MII( Media Independent Interface )，即媒體獨立接口進行信號傳輸的系統。 本實用新型的技術方案如下
一種媒體獨立接口信號傳輸系統，包括發送端和接收端；
所述發送端包括順序連接的編碼電路、發送端媒體獨立接口、差分電 路和發送端耦合線圈；
所述編碼電路用於接收發送端驅動信號流，編碼為發送端控制信號流， 通過所述發送端々某體獨立接口輸出；
所述差分電路用於接收所述發送端控制信號流，編碼為差分信號流通 過所述發送端耦合線圈輸出；
所述接收端包括順序連接的接收端耦合線圏、差分轉換電路、接收端 媒體獨立接口和解碼電路；
所述接收端耦合線圏用於接收所述差分信號流，由所述差分轉換電路 轉換為接收端控制信號流；
所述解碼電路用於通過所述接收端媒體獨立接口 ，接收所述接收端控 制信號流，將其解碼為接收端驅動信號流並輸出。
所述的系統，所述發送端還包括與所述編碼電路相連接的控制電路， 用於控制所述發送端驅動信號流的產生和傳輸。所述的系統，所述接收端還包括與所述解碼電路相連接的LED驅動電
路，用於接收所述接收端驅動信號流，驅動LED燈點。
所述的系統，所述編碼電路包括編碼模塊、時鐘模塊和使能模塊； 所述時鐘模塊與所述編碼模塊相連接，用於產生第二時鐘信號； 所述使能模塊與所述編碼模塊相連接，用於產生第二使能信號； 所述編碼模塊用於根據所述第二使能信號，接收所述發送端驅動信號
流，按照媒體獨立接口協議要求，採用所述第二時鐘信號進行編碼，通過
所述發送端媒體獨立接口向所述差分電路輸出所述發送端控制信號流。
採用上述方案，本實用新型通過Mil (Media Independent Interface)即
媒體獨立接口傳輸LED驅動信號，不僅解決了現有技術存在的問題，而且
明顯具有以下優勢
1 、通過Mil接口及其相應電路傳輸多線LED驅動晶片控制信號，傳
輸距離最大能夠達到100m,同時還可以達到較高的傳輸速率(如上述的
100Mbit/s),較好地滿足了長距離傳輸的應用需求。
2、 Mil接口是符合正EE規定的乙太網通用接口 ，物理層為乙太網PHY 接口，利用標準化的傳輸方案，更加方便應用
3、 信號的編解碼方法方便易行，降低了系統實現的難度
4、 發送與接收電路具有良好的EMC特性，信號傳輸過程當中便於做 到信號屏蔽，防止幹擾的產生。
圖1為本實用新型實施例1的示意圖； 圖2是本實用新型實施例2的示意圖； 圖3是本實用新型實施例3發送端的時序圖； 圖4是本實用新型實施例3接收端的時序圖5是本實用新型實施例4發送端的時序圖；圖6是本實用新型實施例4接收端的時序圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。 實施例1
如圖l所示，本實施例提供了一種使用媒體獨立接口傳輸LED驅動信 號的系統，該系統包括發送端和接收端。
其中發送端包括順序連接的控制電路111、編碼電路112、發送端媒 體獨立接口 113、差分電路114和發送端隔離電路115。
編碼電路112用於接收發送端驅動信號流，例如，該信號流包括第一 數據信號data—in、第一加載信號load—in、第一使能信號oe—in、第一時鐘 信號clkjn，編碼電路對上述各信號按照媒體獨立接口的協議要求進行編 碼，通過發送端々某體獨立接口 113輸出發送端控制信號流到差分電路114， 該信號流包括tx—data、 tx一clk和tx一en,圖1中所示差分電路114為乙太網 物理層晶片，即PHY,用於通過媒體獨立接口 113接收發送端控制信號流 tx_data、 tx—elk和tx—en，編碼為差分信號對data+及data、輸出，隔離電路 115,圖1中隔離電路115為耦合線圏，用於發送差分信號。
接收端包括順序連接的接收端隔離電路121、差分轉換電路122、接收 端媒體獨立接口 123、解碼電路124和LED驅動電路125。
接收端隔離電路121，圖l所示為耦合線圏，接收差分信號對data+及 data-,差分轉換電路122，圖1所示為乙太網物理層晶片，即PHY，用於將 差分信號對data+及data-轉換為接收端控制信號流第二數據信號rx—data、第 二時鐘信號rx—clk和第二使能信號rx—en,通過接收端媒體獨立接口 123傳 輸給解碼電路124，解碼電路124將接收到的接收端控制信號流第二數據信 號rx—data、第二時鐘信號rx一clk和第二使能信號rx—en，解碼為接收端驅動 信號流data—out、 load—out、 oe—out、 elk—out輸出給LED驅動電路125， LED驅動電路125驅動有關LED燈點。這樣，使用MII接口較簡便、快速地傳 輸了LED驅動信號，根據不同應用環境，傳輸速率能達到100Mbps,傳輸 距離可達到100米。 實施例2
在實施例1的基礎上，如圖2所示，作為一種優選實施例，編碼電路 112優選採用圖2所示邏輯結構，包含編碼模塊、時鐘模塊和使能模塊，編 碼模塊同時與時鐘模塊和使能模塊相連接，時鐘模塊向編碼模塊提供工作 時鐘tx一clk，使能模塊向編碼模塊提供使能信號tx一en。編碼模塊接收到發 送端驅動信號流，在使能信號tx_en有效時使用工作時鐘tx_clk對各信號釆 樣，按照一定邏輯，輸出採樣結果，即完成了信號編碼工作，邏輯簡單， 編碼速度較快。
實施例3
本實施例提供一種應用於上述任一實施例所描述系統的信號傳輸的方 法，如圖3和圖4所示的時序圖，其中，圖3為發送端的時序圖，圖4為 接收端的時序圖，該方法主要步驟為在發送端，按照MII接口傳輸協議 要求，將信號編碼，以差分信號對的形式發送出去；在接收端，接收到差 分信號對後，按照相同傳輸協議進行解碼。
優選地，如圖3所示，發送端信號包括第一lt據信號data—in、第一 加載信號load一in、第一使能信號oe—in、第一時鐘信號clk—in，在使能信號 tx一en有效時(圖中所示為高電平有效)，在50MHz時鐘txjlk的上升沿， 分別對信號data—in、 load_in、 oe_in和clkjn進行採樣，在1\時刻，得到 四個採樣值load—in[O]、 elk—in[O]、 oejn[O]、 data—in[O]，將上述四個採樣值 賦值給2位位寬的信號tx一data，為了保證數據的正確傳輸，需要間隔一個 時鐘周期釆樣一次，因此，下一次系統採樣時間應為T2時刻，在T2時刻， 採樣，即解碼，得到load—in[l]、 elk—in[l]、 oe—in[l]、 data—in[l]。
同樣道理，將上述四個採樣值賦值給tx—data,在T3時刻和T4時刻採樣、賦值的情況同上，不再贅述。
需要說明的是，為了滿足接口的協議要求，需要在傳輸數據開始時，
發送一串字符，例如16'h55d5，作為tx—data的數據包頭，對應tx—data的 低位為tx—data[0]=8，bllllllll，高位為tx—data[l]=8，b00001000;對於將數 據tx_data、 tx_clk、 tx—en進行差分對轉換的過程，以及在接收端接收到差 分對信號data+及data-後，將其還原成差分之前的信號形式的過程，屬於公 知常識，可以參考有關技術文獻解決，不再贅述。
如圖4所示，在接收端，在使能信號有效時，例如和發送端相同，同 樣是高電平有效；此時，使用時鐘信號rx一clk的上升沿對數據信號rx一data 進行採樣，採樣得到上述數據包頭16，h55d5以後，表示新的數據包到來， 之後在每個時鐘信號的上升沿，對兩位位寬的rx—data進行採樣。
這樣， 一次採樣會得到兩個採樣值，例如在圖4中Tt時刻採樣得到了 load—out[O]、 elk—out[O],在丁2時刻採樣得到了 oe—out[O]、 data—out[O]，使
用寄存器將上述四個採樣值暫存，在上述四個數據採樣結束時，即在丁2時
刻後一個時鐘周期結束時，寄存器輸出四個釆樣值load一out[O]、 elk—out[O]、 oe一out[O]、 data_out[0],以後的採樣和輸出過程同上，不再贅述，這樣最後 在接收端接收到了 data—out、 load—out、 oe—out和elk—out,傳輸速率達到了 50MHzx2bit=100Mbps。
又一個例子，還可以採用25MHz時鐘信號和四位位寬的數據信號傳輸 數據，傳輸速率同樣能夠達到100Mbps。
實施例4
本實施例與實施例3的區別在於，發送端僅傳輸兩個信號第一時鐘 信號clk_in和第一數據信號data—in，如圖5所示，在發送端時鐘信號tx一clk 為50MHz，在使能信號tx一en有效時，在時鐘信號tx_clk的上升沿對elk—in 和datajn進行採樣， 一次採樣得到兩個數據，例如在T,時刻採樣得到了 clk一in[0]和data一in[O],將採樣結果賦值給兩位位寬的tx一data，高位tx—data[1]為data—in[O]，低位為elk—in[O]，以後每個時鐘信號的上升沿均對elk—in和 data—in進行採樣，採樣方法和賦值方法同上，不再贅述。
需要說明的是，與實施例3相同，在數據開始傳輸時，需要發送一字 符串，例如16，h55d5,作為tx_data的悽t據包頭，對應tx—data的低位為 tx—data[0]=8，bllllllll，高位為tx—data[l]=8，b00001000;在接收端，如圖6 所示，使能信號rx一en有效時，使用時鐘信號rx—elk的上升沿對數據信號 rx一data進行採樣，採樣得到上述數據包頭16'h55d5以後，表示新的數據包 到來，之後在每個時鐘信號的上升沿，對兩位位寬的rx—data進行採樣，一 次採樣會得到兩個採樣值，例如在圖6中Tl時刻，採樣得到了 elk—out[O] 和data—out[O],在T2時刻釆樣得到了 elk—out[l]和data—out[l],以後各採樣 過程同上，不再贅述。這樣在接收端，就得到了 elk—out和data—out,傳輸 速率為50MHz x 2bit=100Mbps。
應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以 改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的 保護範圍。 10
權利要求1、一種媒體獨立接口信號傳輸系統，其特徵在於，包括發送端和接收端；所述發送端包括順序連接的編碼電路、發送端媒體獨立接口、差分電路和發送端耦合線圈；所述編碼電路用於接收發送端驅動信號流，編碼為發送端控制信號流，通過所述發送端媒體獨立接口輸出；所述差分電路用於接收所述發送端控制信號流，編碼為差分信號流通過所述發送端耦合線圈輸出；所述接收端包括順序連接的接收端耦合線圈、差分轉換電路、接收端媒體獨立接口和解碼電路；所述接收端耦合線圈用於接收所述差分信號流，由所述差分轉換電路轉換為接收端控制信號流；所述解碼電路用於通過所述接收端媒體獨立接口，接收所述接收端控制信號流，將其解碼為接收端驅動信號流並輸出。
2、 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述發送端還包括與 所述編碼電路相連接的控制電路，用於控制所述發送端驅動信號流的產生 和傳輸。
3 、 根據權利要求1所述的系統， 所述解碼電路相連接的LED驅動電路， 驅動LED燈點。
4、 根據權利要求1所述的系統， 碼模塊、時鐘模塊和使能模塊；其特徵在於，所述接收端還包括與 用於接收所述接收端驅動信號流，其特徵在於，所述編碼電路包括編所述時鐘模塊與所述編碼模塊相連接，用於產生第二時鐘信號；所述使能模塊與所述編碼模塊相連接，用於產生第二使能信號； 所述編碼模塊用於根據所述第二使能信號，接收所述發送端驅動信 號流，按照媒體獨立接口協議要求，採用所述第二時鐘信號進行編碼， 通過所述發送端媒體獨立接口向所述差分電路輸出所述發送端控制信號流o
專利摘要本實用新型公開了一種媒體獨立接口信號傳輸系統，其特徵在於，包括發送端和接收端；其中，所述發送端包括順序連接的編碼電路、發送端媒體獨立接口、差分電路和發送端耦合線圈，所述接收端包括順序連接的接收端耦合線圈、差分轉換電路、接收端媒體獨立接口和解碼電路。本實用新型還公開了一種媒體獨立接口信號傳輸方法。
文檔編號G09G3/20GK201355550SQ20092010499
公開日2009年12月2日 申請日期2009年1月14日 優先權日2009年1月14日
發明者伍更新, 公培森, 邵寅亮 申請人:北京巨數數位技術開發有限公司