CN204597992U - 一种延伸DisplayPort信号传输距离的装置 - Google Patents

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延伸DisplayPort信号传输距离的装置，由母卡和子卡组成，其中母卡放置于FPGA和SDRAM端，子卡放置于DisplayPort接口和传输媒介接口；母卡和子卡通过高速连接器相连。从本装置采用了子卡化设计，可根据不同的速率、距离、媒介需求选择不同的子卡以及子卡上采用的器件数量。

Description

一种延伸DisplayPort信号传输距离的装置
一、技术领域
本实用新型涉及一种信号传输的装置，尤其是LED显示行业中使用的延伸DisplayPort信号传输距离的装置。
二、背景技术
DisplayPort指一种接口，DisplayPort是一种高清数字显示接口标准，2006年VESA协会制定了1.0版(速率为1.62Gbps/lane)标准，半年后升级至1.1版本(速率为2.7Gbps/lane)，提供了对HDCP的支持，随后又升级到了1.2版本(速率为5.4Gbps/lane)。DisplayPort可同时传输音频和视频。DisplayPort1.2版本拥有高达21.6Gbps的频宽，可支持4k2k60Hz的高分辨率显示设备。受制于现有金属线材，DisplayPort信号仅可传输几米距离，即使在线材中集成中继芯片，也仅可延长至几十米距离。随着DisplayPort接口的普通，这严重限制了DisplayPort音画信号在远距离传输中的应用。
在LED显示行业，视频源(包括DisplayPort视频源)通常离LED显示屏较远，短则近百米(比如楼宇广告LED显示屏等)，长可几公里(比如户外、高速公路LED显示屏等)。本装置即为解决DisplayPort接口及其音画信号在这些场合中的应用和传输。
集成高速SERDES收发器的大规模FPGA，FPGA(Field Programmable Gate Array)器件逻辑容量的增加，使其可以实现DisplayPort信号接收(Sink)和发送(Source)模块，且其内置的软核处理器可以运行软件以实现DisplayPort Source Policy Maker。
随着FPGA集成的多对高速SERDES收发器速率的提高，使其可以接收/发送DisplayPort1.2的高速(高达5.4Gbps/lane)差分链路信号以及直接驱动高速SFP+光纤模块。FPGA内部都集成了串并收发器(SERDES),可以达到数十Gbps的收发。SERDES是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称。是一种主流的时分多路复用(TDM)、点对点(P2P)的串行通信技术。即在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号，经过传输媒体(光缆或铜线)，最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。这种点对点的串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量，减少所需的传输信道和器件引脚数目，从而大大降低通信成本。这种点对点的通信技术可以提升信号的传输速度，并且降低通信成本。
FPGA同时集成了Memory接口，可外接高速DDR2/DDR3SDRAM存储器作为帧缓冲器(FrameBuffer)。高速SFP+光模块:SFP+基于SFP(Small Form-factor Pluggable)发展而来，它将CDR和电色散补偿置于模块外面，从而压缩尺寸和减少功耗。
SFP+光纤模块是一种可热插拔的、独立于通信协议的光学收发器，通常传输光的波长为850nm、1310nm或1550nm，速率可达10Gbps以上。完全可以满足DisplayPort1.2之5.4Gbps/lane速率要求。在不需要中继器的情况下，单模光纤传输距离可以达到10km。GBIC是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。SFP是GBIC的升级部件。SFP支持SONET、Gigabit Ethernet、光纤通道(Fiber Channel)以及一些其他通信标准。此标准扩展到了SFP+，能支持10.0Gbit/s传输速率，包括8gigabit光纤通道和10GbE。引入了光纤和铜芯版本的SFP+模块版本，与模块的Xenpak、X2或XFP版本相比，SFP+模块将部分电路留在主板实现，而非模块内实现
10G以太网(万兆以太网):10G以太网(以下简称10GE)可使用光纤和铜线(CAT6A以上)作为传输媒介。当使用光纤传输时，可连接SFP+光模块；当使用CAT6A铜线传输时，需要经过10GE PHY芯片驱动。10GE PHY芯片可连接FPGA的高速SERDES或普通I/O，连接方式可以是XGMII、XAUI、RAXUI、XFI等。
三、实用新型内容
本实用新型目的是，提出一种旨在延伸DisplayPort信号的传输距离的装置。
本实用新型的技术方案是，延伸DisplayPort信号传输距离的装置，由母卡和子卡组成，其中母卡放置于FPGA和SDRAM端，子卡放置于DisplayPort接口和传输媒介接口。母卡和子卡通过高速连接器相连。其原理图如图1。
子卡包括多路SFP+、或10GPHY与多路10GE的接口，母卡与子卡的高速连接器通过光纤或铜线连接，所述铜线指满足CAT6A以上传输标准的网线。
本实用新型的有益效果：本实用新型从装置功能特点可以给出，可变传输速率、媒介、距离；本装置采用了子卡化设计，可根据不同的速率、距离、媒介需求选择不同的子卡以及子卡上采用的器件数量。
四、附图说明
图1：成套的母卡、子卡示意图；
图2：传输连接示意图。
五、具体实施方式：
高速连接器是满足集成高速SERDES的收发器，(现有技术)，也指高速SFP+光模块，SFP+光纤模块是一种可热插拔的、独立于通信协议的光学收发器，通常传输光的波长为850nm、1310nm或1550nm，速率可达10Gbps以上。在不需要中继器的情况下，单模光纤传输距离可以达到10km。或者是采用GBIC标准的连接器；GBIC是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计可为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。SFP是GBIC的升级部件。SFP支持SONET、Gigabit Ethernet、光纤通道(Fiber Channel)以及一些其他通信标准。此标准扩展到了SFP+，能支持10.0Gbit/s传输速率，包括8gigabit光纤通道和10GbE。引入了光纤和铜芯版本的SFP+模块版本，与模块的Xenpak、X2或XFP版本相比，SFP+模块将部分电路留在主板实现，而非模块内实现。
从装置功能特点可以给出可变传输速率、媒介、距离；根据不同的速率、距离、媒介需求选择不同的子卡以及子卡上采用的器件数量。
例如：a、DP版本为1.1时，其总频宽为2.7Gbps*4lanes＝10.8Gbps，有效频宽(8b/10b编码)为10.8Gbps*8/10＝8.64Gbps，那么使用1个10G SFP+即可。也可使用2个6.25Gbps SFP+并运行Aurora协议(取决于FPGA的SERDES速率)。
b、某些场合不适宜使用光纤，适宜使用铜质网线，可选用带10GE PHY新品子卡。
c、如果传输距离在几百米左右，可使用多模光纤，而不是较贵的单模光纤，以节省成本。可连接以太网，如果子卡采用10GE(SFP+光模块10GE PHY芯片)，则发送端和接收端可连接到以太网交换机(甚至可连接到公网)传输，以此实现DisplayPort音视频信号无限距离的传输及IP路由。

Claims (1)

1.延伸DisplayPort信号传输距离的装置，其特征是由母卡和子卡组成，其中母卡放置于FPGA和SDRAM端，子卡放置于DisplayPort接口和传输媒介接口；母卡和子卡通过高速连接器相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106788688A (zh) * 2016-11-17 2017-05-31 同方工业信息技术有限公司 信号发射设备、信号接收设备、视频信号传输方法及系统
TWI684129B (zh) * 2018-01-12 2020-02-01 大陸商龍迅半導體（合肥）股份有限公司 一種軟體升級方法、系統及主動式ｄｐ纜線

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