一种应用于多信号的光铜混合传输装置及方法与流程

本发明涉及信号传输，特别是涉及一种应用于dvp信号、mipidphy信号和mipi cphy信号等多信号的光铜混合传输装置及方法。

背景技术：

1、随着通信技术的不断发展，并行信号传输的带宽受限于高速信号间串扰的影响，正不断被高速串行差分信号传输方法所替代。尽管如此，dvp作为常见的并行图像数据传输接口仍然被广大的摄像头模块所采用，同时mipi协会的dphy通信在嵌入式设备通信，摄像头数据传输，显示屏显示数据传输中获得了广泛的应用。mipi cphy的提出是为了进一步增加信号传输的带宽。市面上主流的图像传感器芯片的输出均支持mipi csi的输出方式(基于mipidphy或cphy)。大量的嵌入式显示系统也采用了mipi dsi的接口(基于mipi dphy或cphy)。

2、mipi dphy技术本身也在不断发展，mipi dphy版本一在没有deskew时支持最高速度1500mbps，带有deskew时支持最高速度2500mbps，发展到版本三，在进行均衡后最高速度可支持到9000mbps，未来也将向着更高的传输速度发展。mipi cphy使用三根线编码的方式，实现了一个符号传输2.28位数据，因而在相同的信道带宽下可以传输更多的数据。然而dvp协议，mipidphy和cphy协议更多的适用于短距离高速传输，例如嵌入式处理器到显示屏，摄像头到嵌入式处理器。对于一些需要长距离通信的应用，例如车载摄像头，车载显示屏与主控单元连接，类似的系统更多的采用将mipi dphy协议经过多通道转换到自定义协议的的单通道高速串行传输协议中，通过同轴线或者屏蔽双绞线进行串行传输(如fpd-link,gmsl，ahdl，mipiaphy等)。该实现中铜线进行长距离通信存在体积大，重量大，传输损害大，有电磁辐射，易受电磁干扰等缺陷。同时由于长距离铜线传输的带宽限制，也限制了信号传输带宽的限制，使得该结构无法跟上mipi dphy协议的发展。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于多信号的光铜混合传输装置及方法，能够实现对于多种信号的双向传输通信，具有高带宽、低成本的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种应用于多信号的光铜混合传输装置，包括信源端组件、信宿端组件、前向光纤通道和反向通道；

4、所述前向光纤通道的一端与所述信源端组件连接，所述前向光纤通道的另一端与所述信宿端组件连接；所述反向通道的一端与所述信源端组件连接，所述反向通道的另一端与所述信宿端组件连接；

5、所述信源端组件用于：

6、获取接口信号集；

7、对所述接口信号集中的信号依次进行协议解析及转换处理、电光转换处理，以得到待传输光信号；

8、将所述待传输光信号通过所述前向光纤通道，传输至所述信宿端组件；

9、接收所述信宿端组件传输的反向信号；

10、所述信宿端组件用于：

11、对所述待传输光信号依次进行光电转换处理、转换及协议解析处理，以得到所述接口信号集；所述接口信号集包括单向信号子集和双向信号子集；

12、将所述单向信号子集发送给信宿端接口，将所述双向信号子集进行反向处理以得到反向信号；

13、将所述反向信号通过所述反向通道传输至所述信源端组件。

14、可选地，所述反向通道为反向铜缆通道；所述信宿端组件包括供电电源；

15、所述信宿端组件还用于：

16、将所述反向信号以交流耦合的方式，通过所述反向铜缆通道，传输至所述信源端组件；

17、将所述供电电源的电能以直流耦合的方式，通过所述反向铜缆通道，传输至所述信源端组件；

18、所述信源端组件还用于：

19、从所述反向铜缆通道中分理出交流的反向信号和直流电源；所述直流电源用于提供电能；

20、对所述交流的反向信号进行逻辑转换解码处理，以得到所述双向信号子集。

21、可选地，所述反向通道包括反向光纤通道和反向铜缆通道；

22、所述信宿端组件还用于：

23、将所述反向信号进行电光转换，以得到光形式的反向信号，然后将所述光形式的反向信号通过所述反向光纤通道传输至所述信源端组件；

24、将所述供电电源的电能以直流耦合的方式，通过所述反向铜缆通道，传输至所述信源端组件；

25、所述信源端组件还用于：

26、对所述光形式的反向信号依次进行光电转换、逻辑转换解码处理，以得到所述双向信号子集；

27、从所述反向铜缆通道中分理出直流电源；所述直流电源用于提供电能。

28、可选地，所述单向信号子集包括dvp信号、mipi dphy信号和mipi cphy信号；所述双向信号子集包括i2c/i3c信号、spi信号、uart信号和gpio信号；所述双向信号子集中的信号为通用接口对应的信号。

29、可选地，所述信源端组件包括信源端接口、协议解析与转换部件、电光转换电路、反向通道信号接收电路和稳压电源模块；

30、所述协议解析与转换部件分别与所述信源端接口和所述电光转换电路连接，所述协议解析与转换部件用于通过所述信源端接口获取接口信号集，然后对所述接口信号集依次进行协议解析、数据打包、数据编码和并行转串行处理，以得到待用电信号；

31、所述电光转换电路用于将所述待用电信号转换为待传输光信号，并将所述待传输光信号发送至所述前向光纤通道；

32、所述反向通道信号接收电路与所述协议解析与转换部件连接，用于将分理出的交流的反向信号，传输至所述协议解析与转换部件；

33、所述协议解析与转换部件还用于对所述交流的反向信号依次进行串行转并行处理、数据解码处理和数据解包处理，以得到双向信号子集；

34、所述稳压电源模块用于储存分理出的所述直流电源。

35、可选地，所述信源端接口包括dvp接口、mipi d-phy接口、mipi c-phy接口和通用接口；

36、所述协议解析与转换部件包括dvp协议解析电路、mipi协议解析电路、通用接口电路、数据打包模块、数据编码模块、并行转串行逻辑模块和反向数据处理电路；

37、所述dvp协议解析电路用于采集所述dvp接口的接口信号，并对所述dvp接口的接口信号进行解析，以得到dvp解析数据；

38、所述mipi协议解析电路用于采集所述mipi d-phy接口和所述mipi c-phy接口对应的接口信号，并对所述mipi d-phy接口和所述mipi c-phy接口对应的接口信号分别进行解析，以得到mipi解析数据；

39、所述通用接口电路用于采集所述通用接口的信号；

40、所述数据打包模块的一端分别与所述dvp协议解析电路、所述mipi协议解析电路和所述通用接口电路连接，所述数据打包模块的另一端与所述数据编码模块的一端连接；所述数据编码模块的另一端与所述并行转串行逻辑模块的一端连接，所述并行转串行逻辑模块的另一端与所述电光转换电路连接；

41、所述反向数据处理电路分别与所述通用接口电路和所述反向通道信号接收电路连接，所述反向数据处理电路用于对所述交流的反向信号依次进行串行转并行处理、数据解码处理和数据解包处理，以得到双向信号子集。

42、可选地，所述信宿端组件包括信宿端接口、转换与协议解析部件、光电转换电路和反向通道信号发射电路；

43、所述光电转换电路用于对所述待传输光信号进行光电转换处理，以得到已接收电信号；

44、所述转换与协议解析部件分别与所述光电转换电路和所述信宿端接口连接，所述转换与协议解析部件用于：

45、对所述已接收电信号串行转并行处理、数据解码处理、数据解包处理和协议解析，以得到所述接口信号集；

46、将所述单向信号子集发送给所述信宿端接口，将所述双向信号子集依次进行并行转串行处理、数据打包处理和数据编码处理，以得到反向信号；

47、所述反向通道信号发射电路与所述转换与协议解析部件连接，所述反向通道信号发射电路用于将所述反向信号通过所述反向铜缆通道传输至所述信源端组件。

48、可选地，所述光铜混合传输装置还包括：

49、在所述前向光纤通道和所述反向铜缆通道的外层包裹金属外壳，所述金属外层的两端接地。

50、为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

51、一种应用于多信号的光铜混合传输方法，包括：

52、通过信源端组件获取接口信号集；

53、通过所述信源端组件对所述接口信号集中的信号依次进行协议解析及转换处理、电光转换处理，以得到待传输光信号；

54、通过所述信源端组件将所述待传输光信号通过前向光纤通道，传输至信宿端组件；

55、通过所述信宿端组件对所述待传输光信号依次进行光电转换处理、转换及协议解析处理，以得到所述接口信号集；所述接口信号集包括单向信号子集和双向信号子集；

56、通过所述信宿端组件将所述单向信号子集发送给信宿端接口，将所述双向信号子集进行反向处理以得到反向信号；

57、通过所述信宿端组件将所述反向信号通过反向通道传输至所述信源端组件。

58、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

59、本发明提供了一种应用于多信号的光铜混合传输装置及方法，装置包括信源端组件、信宿端组件、前向光纤通道和反向通道，在信源端组件内部对不同应用场景下的不同接口信号进行协议解析及转换处理、电光转换处理，以得到待传输光信号；待传输光信号通过前向光纤通道进行长距离传输，到达信宿端组件，然后依次经过光电转换处理、转换及协议解析处理，将待传输光信号恢复成原有的接口信号。将所恢复的原有的接口信号中的部分信号通过反向通道传输回信源端组件。上述过程中，将不同方向的两次传输分开，由于在前向传输中采用光纤通道，光纤质量轻，柔软，传输时其传输的通道数量并不像铜线那样受限，因而可使用单根或多根光纤进行信号传输，这是可以根据实际需要进行的设置。同时由于光纤通信波导通信的本质，其传输不会有电磁辐射，也不会受到电磁干扰，可防窃听，这对于车载、军工、安防、医用等领域的应用尤为重要。另外，光纤通信单通道传输速度较高，配合较多的通道数量可以实现较大的通信带宽，满足不断发展的通信带宽需求。