CN112367488A - 一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置与方法。第一同轴接插件接收第一个GSML数字相机输出的图像数据并传输给第一GMSL接口芯片，第一GMSL接口芯片根据接收到的图像数据生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片。第二同轴接插件接收第二个GSML数字相机输出的图像数据并传输给第二GMSL接口芯片，第二GMSL接口芯片生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片。LVDS开关芯片根据Cameralink接插件反馈的时序控制信号，将第一GMSL接口芯片或第二GMSL接口芯片传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件。本发明解决了非传统接口的工业相机后背到通用相机接口的转换问题，方便后续采集处理与应用。

Description

一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置与 方法

技术领域

本发明属于视频成像技术领域，涉及一种用于2个GMSL接口到1个Cameralink接口的转换方法。

背景技术

目前，千兆多媒体串行链路(GMSL)技术主要应用于汽车领域,是由Maxim公司针对汽车应用推出的技术，支持高清视频、音频、传感器数据控制信息以及传输，通过电缆所支持传输距离达到15米，通过双角线的传输距离可达10-15米。同时，在车载设计里面对电磁兼容性的要求是非常严格，这项技术能够满足汽车领域最严格的EMC。GMSL技术支持信息和视频流同时传输，节约硬件成本。

控制信息和视频数据流传输在汽车通信中必不可少，而传统的传输方式是将控制信息和视频分两路进行编码独立传输，传输完成后再进行解码。“GMSL技术可以把视频和高速数据流整合到一起，只要通过一对双角线，或者一条同轴电缆就可以同时传输两种信息，在解码时再进行数据分割。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置与方法，解决了非传统接口的工业相机后背到通用相机接口的转换问题，方便后续采集处理与应用。

本发明的技术方案是：

一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，包括：降压转换器电源模块、第一同轴接插件、第二同轴接插件、第一GMSL接口芯片、第二GMSL接口芯片、LVDS开关芯片、Cameralink接插件；

第一GMSL接口芯片通过第一同轴接插件连接第一个GSML数字相机的成像系统；

第一同轴接插件作为输入端接收第一个GSML数字相机成像系统输出的图像数据并传输给第一GMSL接口芯片，第一GMSL接口芯片接收所述第一同轴接插件传输的图像数据，根据接收到的图像数据生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片；第一GMSL接口芯片接收降压转换器电源模块的供电；

第二GMSL接口芯片通过第二同轴接插件连接第二个GSML数字相机的成像系统；

第二同轴接插件作为输入端接收第二个GSML数字相机成像系统输出的图像数据并传输给第二GMSL接口芯片，第二GMSL接口芯片接收所述第二同轴接插件传输的图像数据，根据接收到的图像数据生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片；第二GMSL接口芯片接收降压转换器电源模块的供电；

LVDS开关芯片接收第一GMSL接口芯片传输的五路差分信号和第二GMSL接口芯片传输的五路差分信号，LVDS开关芯片根据Cameralink接插件反馈的时序控制信号8，将第一GMSL接口芯片或第二GMSL接口芯片传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件；LVDS开关芯片接收降压转换器电源模块的供电。

Cameralink接插件接收地面采集系统发出的时序控制信号；

所述时序控制信号包括：CC1信号、CC2信号和CC3信号；

CC2信号的上升沿和CC1信号的上升沿对齐。

CC3信号的高电平控制第一个GSML数字相机开始工作，CC3信号的低电平控制第一个GSML数字相机开始工作。

第一个GSML数字相机在CC1的上升沿开始曝光，第一个GSML数字相机在CC1的下降沿读出数据并传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件。

第二个GSML数字相机在CC2的上升沿开始曝光，第二个GSML数字相机在CC2的下降沿读出数据并传输五路差分信号输出给Cameralink接插件。

第一同轴接插件与第二同轴接插件接地屏蔽处理。

一种利用上述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置进行多路GMSL图像数据的拼接的方法，包括步骤如下：

1)将第一个GSML数字相机的成像系统通过第一同轴接插件连接第一GMSL接口芯片，同时，将第二个GSML数字相机的成像系统通过第二同轴接插件连接第二GMSL接口芯片；

2)使用Cameralink接插件接收地面采集系统发出的时序控制信号；

3)LVDS开关芯片根据Cameralink接插件反馈的时序控制信号，将第一GMSL接口芯片或第二GMSL接口芯片传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件；

4)Cameralink接插件接收LVDS开关芯片按时序控制信号控制传输的五路差分信号，获得第一个GSML数字相机成像系统和第二个GSML数字相机成像系统输出的图像数据，完成双路GMSL信号的分时采集，将不同GSML数字相机的图像数据进行数据拼接，完成多路GMSL图像数据的拼接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)首次将工业汽车领域高速串行的GSML接口信号应用于航空领域，解决了多个相机拼接过程中，空间狭小与高速信号布线多之间的矛盾，GSML信号就是一根同轴线缆，有效的解决了这一问题。

2)SML高速信号不易测试，图像不易进行地面采集的问题，本发明首次将GSML接口的相机信号转换成标准Cameralink接口的数据，解决了GSML信号不易采集，高速信号无法监测的问题。

3)通道时分复用的采集方法，本发明解决了多个GSML相机在同一采集系统同时采集的问题，一个采集系统可以控制多个GSML相机，并对相应的GSML相机图像数据进行处理，拼接、应用等。

附图说明

图1为本发明转换框图。

图2为本发明时序控制图。

具体实施方式

在航空遥感领域，一般工业相机采用Cameralink接口或是网口，后端的采集与应用也是基于Cameralink接口开发的，为了满足GSML接口的工业相机的应用，适用于Cameralink接口的需求，采用本发明的接口转换方法，能够很好的实现接口的转换，适应后续的采集处理需求。

如图1所示，本发明一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，包括：降压转换器电源模块1、第一同轴接插件2、第二同轴接插件3、第一GMSL接口芯片4、第二GMSL接口芯片5、LVDS开关芯片6、Cameralink接插件7。

第一GMSL接口芯片4通过第一同轴接插件2连接第一个GSML数字相机的成像系统；

第一同轴接插件2作为输入端接收第一个GSML数字相机成像系统输出的图像数据并传输给第一GMSL接口芯片4，第一GMSL接口芯片4接收所述第一同轴接插件2传输的图像数据，根据接收到的图像数据生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片6；第一GMSL接口芯片4接收降压转换器电源模块1的供电；

第二GMSL接口芯片5通过第二同轴接插件3连接第二个GSML数字相机的成像系统；

第二同轴接插件3作为输入端接收第二个GSML数字相机成像系统输出的图像数据并传输给第二GMSL接口芯片5，第二GMSL接口芯片5接收所述第二同轴接插件3传输的图像数据，根据接收到的图像数据生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片6；第二GMSL接口芯片5接收降压转换器电源模块1的供电；

LVDS开关芯片6接收第一GMSL接口芯片4传输的五路差分信号和第二GMSL接口芯片5传输的五路差分信号，LVDS开关芯片6根据Cameralink接插件7反馈的时序控制信号8，将第一GMSL接口芯片4或第二GMSL接口芯片5传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件7；LVDS开关芯片6接收降压转换器电源模块1的供电。

Cameralink接插件7接收地面采集系统发出的时序控制信号8，所述时序控制信号8包括：CC1信号、CC2信号和CC3信号。CC2信号的上升沿和CC1信号的上升沿对齐。CC3信号的高电平控制第一个GSML数字相机开始工作，CC3信号的低电平控制第一个GSML数字相机开始工作。第一个GSML数字相机在CC1的上升沿开始曝光，第一个GSML数字相机在CC1的下降沿读出数据并传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件7。

第二个GSML数字相机在CC2的上升沿开始曝光，第二个GSML数字相机在CC2的下降沿读出数据并传输五路差分信号输出给Cameralink接插件7。

第一同轴接插件2与第二同轴接插件3接地屏蔽处理。

一种利用上述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置进行多路GMSL图像数据的拼接的方法，包括步骤如下：

1)将第一个GSML数字相机的成像系统通过第一同轴接插件2连接第一GMSL接口芯片4，同时，将第二个GSML数字相机的成像系统通过第二同轴接插件3连接第二GMSL接口芯片5；

2)使用Cameralink接插件7接收地面采集系统发出的时序控制信号8；

3)LVDS开关芯片6根据Cameralink接插件7反馈的时序控制信号8，将第一GMSL接口芯片4或第二GMSL接口芯片5传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件7；

4)Cameralink接插件7接收LVDS开关芯片6按时序控制信号8控制传输的五路差分信号，获得第一个GSML数字相机成像系统和第二个GSML数字相机成像系统输出的图像数据，完成双路GMSL信号的分时采集，将不同GSML数字相机的图像数据进行数据拼接，完成多路GMSL图像数据的拼接。

Cameralink接插件7接收LVDS开关芯片6传输的五路差分信号并传输给图像地面采集系统，地面采集系统发出CC1信号、CC2信号和CC3信号给Cameralink接插件7，完成双路GMSL信号的分时采集，将不同的GMSL图像数据进行数据拼接，完成多路GMSL图像数据的拼接。

本发明应用于多个GSML接口图像的数字相机到Cameralink接口采集系统的转换。Cameralink接插件7接收LVDS开关芯片6传输的五路差分信号并传输给地面图像采集系统，地面图像采集系统根据时序控制方法完成多个GSML接口数字相机的分时采集，完成多幅GSML图像数据的拼接。

实施例

通道的选取通过附图的时序控制，该时序由地面控制采集系统发出，通过Cameralink接插件7的CC1信号、CC2信号、CC3信号传输给本发明装置，其中CC1信号和CC3信号会通过LVDS开关芯片6和第一GMSL接口芯片4转成串行信号，通过第一同轴接插件2进入第一个GSML数字相机，第一个GSML数字相机在CC1信号的上升沿开始曝光，第一个GSML数字相机在CC1信号的下降沿读出数据，CC3信号高电平表示是第一个GSML数字相机开始工作，如图2所示，第一个GSML数字相机在开始曝光后的350ms进行数据的缓存，当CC1信号的下降沿到来时，需要300ms完成数据的传输，再过50ms，CC3信号变为低电平，表示第二个GSML相机开始工作，由于两个相机的曝光时刻是一样的，第二个GSML数字相机在CC2信号的上升沿开始曝光，CC2信号的上升沿和CC1信号的上升沿对齐，所以第二个GSML相机需要等第一个相机传输完成才能进行数据传输，需要700ms的时间开始传输数据，CC3信号在第二个相机传输数据前50ms将信号变为低电平。

一种用于2个千兆多媒体串行链路(GMSL)接口到1个Cameralink接口的转换方法，包括：2个GMSL接口芯片、1个LVDS开关芯片、1个供电芯片、2个同轴接插件、1个Cameralink接插件7。TPS82310是一款17V输入、3A降压转换器电源模块1，经优化兼具小型解决方案尺寸和高效率优势，为它提供12V的输入电压，经过降压转换器输出3.3V，为MAX9278和MAX12979供电，连接第一GMSL接口芯片4和第二GMSL接口芯片5的DVDD上，同时连接LVDS开关芯片6的电源输入正端V+上，第一GMSL接口芯片4的信号输入正端IN+和信号输入负端IN-分别接第一同轴接插件2的CH1_COAX+和CH1_COAX-，第二GMSL接口芯片5的IN+和IN-分别接第二同轴接插件3的CH2_COAX+和CH2_COAX-，第一GMSL接口芯片4的TXOUT0+、TXOUT0-和TXOUT1+、TXOUT1-和TXOUT2+、TXOUT2-和TXOUT3+、TXOUT3-和TXCLKOUT+、TXCLKOUT-分别接MAX12979的NC0+、NC0-和NC1+、NC1-和NC2+、NC2-和NC3+、NC3-和AUX1A、AUX1B，第二GMSL接口芯片5的TXOUT0+、TXOUT0-和TXOUT1+、TXOUT1-和TXOUT2+、TXOUT2-和TXOUT3+、TXOUT3-和TXCLKOUT+、TXCLKOUT-分别接MAX12979的NO0+、NO0-和NO1+、NO1-和NO2+、NO2-和NO3+、NO3-和AUX2A、AUX2B，LVDS开关芯片6输出COM0+、COM0-和COM1+、COM1-和COM2+、COM2-和COM3+、COM3-和AUX0A、AUX0B分别接Cameralink的X0+、X0-和X1+、X1-和X2+、X2-和X3+、X3-和XCLK+、XCLK-，其中Cameralink上的CC3信号作为MAX14979的控制信号，用来做总线切换的触发信号。

当CC3信号电平为1时，第一同轴接插件2上面的GSML同轴信号通过MAX9278和MAX12979输出到Cameralink端口上，当CC3信号电平为0时，第二同轴接插件3上面的GSML同轴信号通过MAX9278和MAX12979输出到Cameralink端口上，CC3的信号由后端信号的采集处理模块输出，一般由计算机软件控制。

本发明提供一种技术方法，就是通过硬件连接的方式完成接口的转换，包括包括2个GMSL接口芯片、1个LVDS开关芯片、1个供电芯片、2个同轴接插件、1个Cameralink接插件。具体实施需要选取两个GSML接口的工业后背和一个带有标准的Cameralink图像采集卡的图像采集计算机。

首先，要为本发明供电，为TPS82310提供12V的输入电压，经过降压转换器输出3.3V为其它芯片供电。

其次，将GSML接口的工业后背通过同轴电缆分别连接本发明的两个同轴接口，分别定义为通道1和通道2，并为相机加电。

然后，将发明中的Cameralink接口与Cameralink采集卡通过标准线缆连接，打开采集软件，通过设置CC3信号的电平值为1，同时设置CC1信号高低电平的时间，在软件界面上可以看到通道1的图像数据。

最后，通过设置CC3信号的电平值为0，同时设置CC2信号高低电平的时间，在软件界面上可以看到通道2的图像数据。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，其特征在于，包括：降压转换器电源模块(1)、第一同轴接插件(2)、第二同轴接插件(3)、第一GMSL接口芯片(4)、第二GMSL接口芯片(5)、LVDS开关芯片(6)、Cameralink接插件(7)；

第一GMSL接口芯片(4)通过第一同轴接插件(2)连接第一个GSML数字相机的成像系统；

第一同轴接插件(2)作为输入端接收第一个GSML数字相机成像系统输出的图像数据并传输给第一GMSL接口芯片(4)，第一GMSL接口芯片(4)接收所述第一同轴接插件(2)传输的图像数据，根据接收到的图像数据生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片(6)；第一GMSL接口芯片(4)接收降压转换器电源模块(1)的供电；

第二GMSL接口芯片(5)通过第二同轴接插件(3)连接第二个GSML数字相机的成像系统；

第二同轴接插件(3)作为输入端接收第二个GSML数字相机成像系统输出的图像数据并传输给第二GMSL接口芯片(5)，第二GMSL接口芯片(5)接收所述第二同轴接插件(3)传输的图像数据，根据接收到的图像数据生成五路差分信号并传输给LVDS开关芯片(6)；第二GMSL接口芯片(5)接收降压转换器电源模块(1)的供电；

LVDS开关芯片(6)接收第一GMSL接口芯片(4)传输的五路差分信号和第二GMSL接口芯片(5)传输的五路差分信号，LVDS开关芯片(6)根据Cameralink接插件(7)反馈的时序控制信号8，将第一GMSL接口芯片(4)或第二GMSL接口芯片(5)传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件(7)；LVDS开关芯片(6)接收降压转换器电源模块(1)的供电。

2.根据权利要求1所述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，其特征在于：Cameralink接插件(7)接收地面采集系统发出的时序控制信号(8)；

所述时序控制信号(8)包括：CC1信号、CC2信号和CC3信号；

CC2信号的上升沿和CC1信号的上升沿对齐。

3.根据权利要求2所述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，其特征在于：CC3信号的高电平控制第一个GSML数字相机开始工作，CC3信号的低电平控制第一个GSML数字相机开始工作。

4.根据权利要求3所述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，其特征在于：

第一个GSML数字相机在CC1的上升沿开始曝光，第一个GSML数字相机在CC1的下降沿读出数据并传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件(7)。

5.根据权利要求4所述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，其特征在于：

第二个GSML数字相机在CC2的上升沿开始曝光，第二个GSML数字相机在CC2的下降沿读出数据并传输五路差分信号输出给Cameralink接插件(7)。

6.根据权利要求1～5任意之一所述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置，其特征在于：第一同轴接插件(2)与第二同轴接插件(3)接地屏蔽处理。

7.一种利用如权利要求5所述的一种用于双GMSL接口数据到Cameralink接口数据转换装置进行多路GMSL图像数据的拼接的方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)将第一个GSML数字相机的成像系统通过第一同轴接插件(2)连接第一GMSL接口芯片(4)，同时，将第二个GSML数字相机的成像系统通过第二同轴接插件(3)连接第二GMSL接口芯片(5)；

2)使用Cameralink接插件(7)接收地面采集系统发出的时序控制信号(8)；

3)LVDS开关芯片(6)根据Cameralink接插件(7)反馈的时序控制信号(8)，将第一GMSL接口芯片(4)或第二GMSL接口芯片(5)传输的五路差分信号输出给Cameralink接插件(7)；

4)Cameralink接插件(7)接收LVDS开关芯片(6)按时序控制信号(8)控制传输的五路差分信号，获得第一个GSML数字相机成像系统和第二个GSML数字相机成像系统输出的图像数据，完成双路GMSL信号的分时采集，将不同GSML数字相机的图像数据进行数据拼接，完成多路GMSL图像数据的拼接。

8.根据权利要求7所述的多路GMSL图像数据的拼接的方法，其特征在于：所述时序控制信号(8)包括：CC1信号、CC2信号和CC3信号；

CC2信号的上升沿和CC1信号的上升沿对齐。

9.根据权利要求8所述的多路GMSL图像数据的拼接的方法，其特征在于：CC3信号的高电平控制第一个GSML数字相机开始工作，CC3信号的低电平控制第一个GSML数字相机开始工作。

10.根据权利要求8所述的多路GMSL图像数据的拼接的方法，其特征在于：

第一个GSML数字相机在CC1的上升沿开始曝光，第一个GSML数字相机在CC1的下降沿读出数据并传输五路差分信号输出给Cameralink接插件(7)；

第二个GSML数字相机在CC2的上升沿开始曝光，第二个GSML数字相机在CC2的下降沿读出数据并传输五路差分信号输出给Cameralink接插件(7)。

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