CN205427841U - 连接器及所适用的图像传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种连接器及所适用的图像传输系统。所述图像传输系统包括：通过MIPI接口连接的从设备和连接器、和主设备。其中，所述主设备的控制端连接连接器的控制端，主设备的差分接口与连接器的差分接口相连，主设备的第三端口与连接器的第二端口相连。其中，所述连接器基于所述控制端所接收的电平信号选择将所述差分接口、或第二端口与所述MIPI接口导通。本实用新型解决了MIPI接口与FPGA无法对接的问题。

Description

连接器及所适用的图像传输系统

技术领域

本实用新型涉及接口转换技术领域，尤其涉及一种连接器及所适用的图像传输系统。

背景技术

随着近些年来图像传感器(ImageSensor)分辨率不断增大，吞吐率进一步增加，传统并行接口的输出速率已经不能满足吞吐率要求。另外，由于传统并行接口电压高，走线长度要求严格等问题，导致并行接口在高速图像传输需求下成为瓶颈。2003年MIPI(MobileIndustryProcessInterface移动产业处理器接口)联盟成立，并推出基于MIPI接口的协议，使用低压差分串行接口代替并行接口以满足图像传感器吞吐率和功耗等要求。

MIPI接口协议将信号传输分成高速模式(HS)和低功耗模式(LP)。其中，在HS模式下MIPI接口通过低压差分发送图像信息，由于MIPI接口协议输出的差分电压为200mV，低于常见的差分信号，所以传输时功耗较低。在LP模式MIPI接口协议在原有差分信号两端采用TTL电平，可以发送或者接收低速命令。

然而，图像处理电路(如FPGA等)的接口与所述MIPI接口并不匹配，因此需要连接器进行转换。目前使用连接器转换的方案一般采用集成芯片的方式，如采用miticom公司的转换芯片MC20902等。这种方案，价格昂贵，芯片不易采购。为解决这一现状，本实用新型提供一种转换电路，用于解决图像处理电路(如FPGA等)的接口与所述MIPI接口并不匹配的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种连接器及所适用的图像传输系统，用于解决现有技术中MIPI接口与FPGA无法对接的问题。

基于上述目的，本实用新型提供一种连接器，用于连接MIPI接口与主设备，包括：差分信号传输单元，包括：与所述主设备相连的差分接口和差分输出端；控制信号传输单元，包括：与所述主设备均连接的控制端和第二端口，以及第一端口；受控选通单元，包括：与所述差分输出端相连的第一输入端，与所述第一端口相连的第二输入端，与所述控制信号传输单元的控制端相连的受控端，以及MIPI接口；所述控制信号传输单元基于所述控制端接收的电平信号将所述第二端口接收的控制信号传递至所述第一端口；所述受控选通单元基于所述受控端所接收的电平信号选择将所述第一输入端或第二输入端与所述MIPI接口导通。

优选地，所述差分信号传输单元包括：串联的包含两输入端和两输出端的运放器；其中，该两输入端彼此反相，该两输出端彼此反相，且同侧输入端和输出端彼此为同相。

优选地，所述控制信号传输单元包括：位于所述第一端口和第二端口之间的单路信号通路上、将所述第二端口接收的控制信号传递至第一端口的第一级联反相器，其中，每组第一级联反相器包含受控端；连接在所述主设备和各第一级联反相器的受控端之间的第二级联反相器。

优选地，每组第一级联反相器包含两个串联的反相运放器；所述第二级联反相器包含串联的反相运放器。

优选地，所述受控选通单元包括：包含第一受控开关的、连接所述第一输入端和MIPI接口的第一选通模块；包含第二受控开关的、连接所述第二输入端和MIPI接口的第二选通模块；受控端与所述控制信号传输单元的控制端相连、第一输出端与所述第一受控开关、第二输出端与所述第二受控开关相连的控制模块。

优选地，所述差分信号传输单元包括：SY54016AR芯片；所述控制信号传输单元包括：SN74AVC2T45芯片；所述受控选通单元包括：TS3USB221芯片。

基于上述目的，本实用新型还提供一种图像传输系统，包括：如上任一所述的连接器；与所述连接器中的MIPI接口相连的、用于通过所述MIPI接口接收控制信号和输出差分图像信号的从设备；与所述连接器相连的主设备；

其中，所述主设备包括：与所述连接器中的差分接口相连的图像信号发送单元；与所述连接器中的第二端口和控制端分别连接的控制单元。

优选地，所述主设备为FPGA。

如上所述，本实用新型的连接器及所适用的图像传输系统，具有以下有益效果：由连接器将差分图像信号和非差分的控制信号均通过MIPI传递给从设备，解决了MIPI接口与FPGA无法对接的问题；另外，采用双输入和双输出的运放器，能够维持所接收的信号的稳定性；还有，采用包含双向传输的级联反相器及用于控制传输方向的级联反相器，能够便于主从设备之间传递控制信息。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的图像传输系统的一个实施例的结构示意图。

图2是本实用新型的连接器的一个实施例的结构示意图。

图3是本实用新型的连接器中差分信号传输单元的一个实施例的结构示意图。

图4是本实用新型的连接器中控制信号传输单元的一个实施例的结构示意图。

图5是本实用新型的连接器中受控选通单元的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种图像传输系统。所述图像传输系统包括：从设备11、连接器12和主设备13。其中，所述主设备13是指运行所存储的程序，并根据程序运行来向从设备11发出指令，并按照程序设定将信号发送至所述从设备11。所述主设备13包括但不限于：FPGA、包含CPU的集成电路或印刷电路板等。所述从设备11是指按照主设备13所指示的指令将所述主设备13传递包含数据(或叫信息、指令)的信号予以信号处理。例如，所述从设备11为包含显示屏的图像显示装置。所述连接器12用于将从设备11的MIPI接口与不支持MIPI接口的主设备13进行连接，使得主从设备11之间的信号能够通畅传递。

本实施例中，所述从设备11为图像处理芯片，则所述主设备13为对应于所述图像显示装置的图像输出装置。所述从设备11的MIPI接口与所述连接器12的MIPI接口相连，所述连接器12的差分接口、控制端和第二端口分别与主设备13的差分接口、控制端和第三端口相连。其中，所述连接器12中的控制端和第二端口可为单独的单端电平接口。

其中，所述连接器12包括：差分信号传输单元、控制信号传输单元和受控选通单元。如图2所示。

所述差分信号传输单元包含所述差分接口(IN+和IN-)和差分输出端(Q+和Q-)，用于将主设备13所输出的差分图像信号通过所述差分输出端传递至受控选通单元(1D+和1D-)。

在此，所述差分信号传输单元按照MIPI接口的电压范围，将所接收的差分图像信号的电压范围进行转换。例如，所述差分信号传输单元包括对应每路图像信号的单输入单输出的运放器。优选地，所述差分信号传输单元包括SY54016AR芯片及外围电路，该外围电路用于为所述SY54016AR芯片提供用于转换信号电压的、稳定的偏置电压。

另一种优选方式中，如图3所示，所述差分信号传输单元包括：串联的包含两输入端和两输出端的运放器；其中，该两输入端彼此反相，该两输出端彼此反相，且同侧输入端和输出端彼此为同相。该两输出端为所述差分输出端。其中，该两输入端之间连接负载电阻，其阻值在[50,100Ω]之间。

所述控制信号传输单元包括：与所述主设备13均连接的控制端(DIR)、第二端口(A1和A2)，以及第一端口(B1和B2)。

在此，所述控制信号传输单元的第二端口所接收的包含控制指令的控制信号，与所述差分信号传输单元所接收的差分图像信号是具有时序的，其时序由主设备13控制。

所述控制信号传输单元基于所述控制端所接收的电平信号，确定是否导通第一端口与第二端口。当导通期间，所述控制信号传输单元输出所述控制信号。例如，所述控制信号传输单元包括：SN74AVC2T45芯片及外围电路，其中，该外围电路用于为所述SN74AVC2T45芯片提供稳定的偏置电压。

优选地，所述控制信号传输单元包括：第一级联反相器和第二级联反相器。

所述第一级联反相器的数量为两组，每组第一级联反相器位于所述第一端口和第二端口之间的单路信号通路上、将所述第二端口接收的控制信号传递至第一端口。其中，每组第一级联反相器包含受控端。

本实施例中，所述第一级联反相器包含两个串联的反相器，其中的一个反相运放器包含受控端。

所述第二级联反相器的数量为一组，连接在每组第一级联反相器的受控端。其中，所述第二级联反相器包括串联的反相运放器。

如图4所示，第一级联反相器中的一个反相运放器U11的输入端连接所述第二端口A1、输出端连接另一个反相运放器U12的输入端；该反相运放器U12的输出端连接对应A1的第一端口B1。另一个第一级联反相器中的一个反相运放器U21的输入端连接所述第二端口A2、输出端连接另一个反相运放器U22的输入端；该反相运放器U22的输出端连接对应A2的第一端口B2。其中，所述第二级联反相器中的反相运放器的输入端连接主设备13的控制端、输出端连接另一反相运放器的输入端，该另一反相运放器的输出端分别连接反相运放器U12和U22的受控端。

当所述主设备13向所述第二级联反相器中的反相运放器发出高电平信号，控制各所述第一级联反相器导通，并将所述主设备13所输出的控制信号传递给受控选通单元。

所述受控选通单元包括：与所述差分信号传输单元的差分输出端相连的第一输入端，与所述控制信号传输单元的第一端口相连的第二输入端，与所述控制信号传输单元的控制端相连的受控端，以及MIPI接口。所述受控选通单元基于所述受控端所接收的电平信号选择将所述第一输入端、或第二输入端与所述MIPI接口导通。

具体地，所述受控选通单元的受控端(S)和所述控制信号传输单元的控制端(DIR)共同连接主设备13的控制端。当所述主设备13的控制端输出对应允许传输控制信号的电平信号时，所述控制信号传输单元导通第一端口(B1、B2)和第二端口(A1、A2)，同时，所述受控选通单元导通所述第二输入端(2D+、2D-)和MIPI接口。当所述主设备13的控制端输出对应允许传输差分图像信号的电平信号时，所述控制信号传输单元断开第一端口(B1、B2)和第二端口(A1、A2)，同时，所述受控选通单元导通所述第一输入端(1D+、1D-)和MIPI接口。

在此，所述受控选通单元包括TS3USB221芯片及其外围电路，该外围电路用于为所述TS3USB221芯片提供稳定的偏置电压。

在此，所述受控选通单元还可以包括：第一选通模块、第二选通模块和控制模块。

所述第一选通模块包含第一受控开关，并连接所述第一输入端和MIPI接口。例如，如图5所示，所述第一选通模块的数量为两个，其中，一个第一选通模块连接第一输入端1D+和MIPI接口的D+，另一个第一选通模块连接第一输入端1D-和MIPI接口的D-；每个第一选通模块均包含所述第一受控开关。

所述第二选通模块包含第二受控开关，并连接所述二输入端和MIPI接口。例如，如图5所示，所述第二选通模块的数量为两个，其中，一个第二选通模块连接第一输入端2D+和MIPI接口的D+，另一个第二选通模块连接第一输入端2D-和MIPI接口的D-；每个第二选通模块均包含所述第二受控开关。

如图5所示。所述控制模块包含受控端(S端)和第一输出端、第二输出端，其中，该受控端与所述控制信号传输单元的控制端(DIR)相连、第一输出端与所述第一受控开关、第二输出端与所述第二受控开关相连。图4中的控制模块OE端接地。

所述控制模块包含根据电平信号的高低而设置的选通电路。例如，所述控制模块包括选通器等。在所述控制模块的选通下，所述MIPI接口有时序的输出非差分的控制信号和差分图像信号。

所述连接器12受主设备13的控制，所述主设备13包括：图像信号发送单元和控制单元。

所述控制单元包含第三端口、控制端。其中，所述第三端口连接第二端口，所述控制单元的控制端连接连接器12的控制端。

具体地，所述控制单元的控制端同时连接控制信号传输单元的控制端(DIR)和受控选通单元的受控端(S端)。所述控制单元的控制端还可以连接所述图像信号发送单元的控制端。

所述图像信号发送单元的差分接口与连接器12的差分接口相连。

参阅图2的电路结构，所述图像传输系统的工作过程举例如下：

所述控制单元的控制端发送对应传输控制信号的电平信号(如高电平)，所述图像信号发送单元基于该电平信号不予发送和接收信号；同时，所述连接器12中的控制信号传输单元基于该电平信号导通第一端口与第二端口；所述受控单元基于该电平信号导通第二输入端与MIPI接口、并断开第一输入端与MIPI接口。所述控制单元通过所述第三端口、第二端口、第一端口、第二输入端和MIPI接口构成的通路，将包含控制指令的控制信号发送给从设备11。

接着，所述控制单元的控制端发送对应传输差分图像信号的电平信号(如低电平)，所述图像信号发送单元基于该电平信号，向差分接口发送差分的图像信号；同时，所述连接器12中的控制信号传输单元基于该电平信号断开第一端口与第二端口；所述受控单元基于该电平信号导通第一输入端与MIPI接口、并断开第二输入端与MIPI接口。所述图像信号发送单元通过所述差分接口、差分输出端、第一输入端和MIPI接口构成的通路，将差分的图像信号发送给从设备11。

综上所述，本实用新型中的连接器将差分图像信号和非差分的控制信号均通过MIPI传递给从设备，解决了MIPI接口与FPGA无法对接的问题。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种连接器，用于连接MIPI接口与主设备，其特征在于，包括：

差分信号传输单元，包括：与所述主设备相连的差分接口和差分输出端；

控制信号传输单元，包括：与所述主设备均连接的控制端和第二端口，以及第一端口；

受控选通单元，包括：与所述差分输出端相连的第一输入端，与所述第一端口相连的第二输入端，与所述控制信号传输单元的控制端相连的受控端，以及MIPI接口；

所述控制信号传输单元基于所述控制端接收的电平信号将所述第二端口接收的控制信号传递至所述第一端口；

所述受控选通单元基于所述受控端所接收的电平信号选择将所述第一输入端、或第二输入端与所述MIPI接口导通。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述差分信号传输单元包括：串联的包含两输入端和两输出端的运放器；其中，该两输入端彼此反相，该两输出端彼此反相，且同侧输入端和输出端彼此为同相。

3.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述控制信号传输单元包括：

位于所述第一端口和第二端口之间的单路信号通路上、将所述第二端口接收的控制信号传递至第一端口的第一级联反相器，其中，每组第一级联反相器包含受控端；

连接在所述主设备和各第一级联反相器的受控端之间的第二级联反相器。

4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，每组第一级联反相器包含两个串联的反相运放器；所述第二级联反相器包含串联的反相运放器。

5.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述受控选通单元包括：

包含第一受控开关的、连接所述第一输入端和MIPI接口的第一选通模块；

包含第二受控开关的、连接所述第二输入端和MIPI接口的第二选通模块；

受控端与所述控制信号传输单元的控制端相连、第一输出端与所述第一受控开关、第二输出端与所述第二受控开关相连的控制模块。

6.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述差分信号传输单元包括：SY54016AR芯片；所述控制信号传输单元包括：SN74AVC2T45芯片；所述受控选通单元包括：TS3USB221芯片。

7.一种图像传输系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-6中任一所述的连接器；

与所述连接器中的MIPI接口相连的、用于通过所述MIPI接口接收控制信号和输出差分图像信号的从设备；

与所述连接器相连的主设备；

其中，所述主设备包括：

与所述连接器中的差分接口相连的图像信号发送单元；

与所述连接器中的第二端口和控制端分别连接的控制单元。

8.根据权利要求7所述的图像传输系统，其特征在于，所述主设备为FPGA。