一种基于MIPIDPHY协议的全光双向传输系统的制作方法

一种基于mipi dphy协议的全光双向传输系统
技术领域
1.本发明涉及信号传输领域，特别是涉及一种基于mipi dphy协议的全光双向传输传输系统。


背景技术：

2.随着通信技术的不断发展，mipi(mobile industry processor interface，移动产业处理器接口)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。市面上主流的图像传感器芯片的输出均支持mipi csi(camera serial interface，摄像头接口)的输出方式(基于mipi dphy)。大量的嵌入式显示系统也采用了mipi dsi(display serial interface，显示接口)(基于mipi dphy)。mipi dphy技术本身也进行着不断的发展，mipi dphy版本一在没有deskew(偏斜补偿)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。
3.然而mipi dphy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。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，使得该结构无法跟上mipi dphy协议的发展。另外在安防监控领域，医疗图像传输和显示，军工图像传输和显示这些长距离图像传输应用中适用的方法为将mipi dphy信号先进行协议转换成usb、以太网、hdmi、displayport、dvi等通用接口再进行长距离传输，这样的方案虽然可以与通用设备接口连接，但是无法兼顾传输距离和传输带宽，且存在电磁辐射，易受电磁干扰，且防窃听等安全性较为薄弱。
4.基于上述问题，亟需一种高带宽、长距离、低电磁辐射、轻重量、低成本的传输系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种基于mipi dphy协议的全光双向传输系统，可延长通过mipi dphy协议进行数据传输时的传输距离，同时降低电磁辐射，提高数据传输的稳定性。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种基于mipi dphy协议的全光双向传输系统，包括：第一芯片及第二芯片；
8.所述第一芯片与第一移动产业处理器接口连接；所述第二芯片与第二移动产业处理器接口连接；所述第一芯片通过光纤与所述第二芯片连接；
9.所述第一芯片用于获取第一移动产业处理器接口的第一初始信号，并将所述第一初始信号转换为第一光信号，通过光纤将所述第一光信号传输至所述第二芯片；
10.所述第二芯片用于将所述第一光信号转换为第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述第二移动产业处理器接口；
11.所述第二芯片还用于获取所述第二移动产业处理器接口的第二初始信号，并将所述第二初始信号转换为第二光信号，通过光纤将所述第二光信号传输至所述第一芯片；
12.所述第一芯片还用于将所述第二光信号转换为第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述第一移动产业处理器接口。
13.可选地，所述第一芯片包括第一传输通道及第二传输通道；所述第二芯片包括第三传输通道及第四传输通道；所述第一传输通道通过光纤与所述第三传输通道连接，所述第二传输通道通过光纤与所述第四传输通道连接；
14.所述第一光信号包括第一alp光信号、第一lp光信号及第一高速光信号；所述第一电信号包括原始第一alp数据、原始第一lp数据及原始第一高速数据；所述第二光信号包括第二alp光信号、第二lp光信号及第二高速光信号；所述第二电信号包括原始第二alp数据、原始第二lp数据及原始第二高速数据；
15.所述第一传输通道用于获取第一移动产业处理器接口的第一初始信号，并检测所述第一初始信号中的第一alp数据、第一高速数据及第一lp数据，将所述第一alp数据转换为第一alp光信号，将所述第一高速数据转换为第一高速光信号，通过光纤将所述第一alp光信号及所述第一高速光信号传输至所述第三传输通道，将所述第一lp数据发送至所述第二传输通道；
16.所述第三传输通道用于将所述第一alp光信号转换为第一alp电信号，以得到原始第一alp数据，将所述第一高速光信号转换为第一高速电信号，以得到原始第一高速数据，并发送至所述第二移动产业处理器接口；
17.所述第二传输通道用于对所述第一lp数据进行解析编码，得到第一lp电信号，将所述第一lp电信号转换为第一lp光信号，通过光纤将所述第一lp光信号传输至所述第四传输通道；
18.所述第四传输通道用于将所述第一lp光信号转换为第二lp电信号，对所述第二lp电信号进行解码，得到第三lp电信号，并将所述第三lp电信号发送至所述第三传输通道；
19.所述第三传输通道还用于根据所述第三lp电信号确定原始第一lp数据，并将所述原始第一lp数据发送至所述第二移动产业处理器接口；
20.所述第三传输通道还用于获取第二移动产业处理器接口的第二初始信号，并检测所述第二初始信号中的第二alp数据、第二高速数据及第二lp数据，将所述第二alp数据转换为第二alp光信号，将所述第二高速数据转换为第二高速光信号，通过光纤将所述第二alp光信号及所述第二高速光信号传输至所述第一传输通道，将所述第二lp数据发送至所述第四传输通道；
21.所述第一传输通道还用于将所述第二alp光信号转换为第二alp电信号，以得到原始第二alp数据，将所述第二高速光信号转换为第二高速电信号，以得到原始第二高速数据，并发送至所述第一移动产业处理器接口；
22.所述第四传输通道还用于对所述第二lp数据进行解析编码，得到第四lp电信号，将所述第四lp电信号转换为第二lp光信号，通过光纤将所述第二lp光信号传输至所述第二传输通道；
23.所述第二传输通道还用于将所述第二lp光信号转换为第五lp电信号，对所述第五lp电信号进行解码，得到第六lp电信号，并将所述第六lp电信号发送至所述第一传输通道；
24.所述第一传输通道还用于根据所述第六lp电信号确定原始第二lp数据，并将原始第二lp数据发送至所述第一移动产业处理器接口。
25.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：
26.第一芯片与第一移动产业处理器接口连接，第二芯片与第二移动产业处理器接口连接，第一芯片通过光纤与第二芯片连接，通过第一芯片获取第一移动产业处理器接口的第一初始信号，并将第一初始信号转换为第一光信号，通过光纤将第一光信号传输至第二芯片，第二芯片将第一光信号转换为第一电信号，并将第一电信号发送至第二移动产业处理器接口。通过光纤实现两个接口之间的数据传输，由于光纤通信的本质，传输过程中不存在电磁辐射，也不会受到电磁干扰，进而提高数据传输的稳定性，并且能够实现长距离的数据传输。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明mipi dphy全光双向传输系统的总体结构示意图；
29.图2为传输通道基本结构示意图；
30.图3为多通道结构示意图；
31.图4为lp信号的传输过程示意图；
32.图5为alp信号的传输过程示意图；
33.图6为i3c/i2c及其他低速信号的双向传输主i3c/i2c侧结构示意图；
34.图7为i3c/i2c及其他低速信号的双向传输从i3c/i2c侧结构示意图；
35.图8为mipi dphy全光双向传输系统在一端增加协议转换芯片的通用系统结构示意图；
36.图9为传统mipicsi长距离传输的基本结构示意图；
37.图10为基于本发明的mipicsi全光长距传输的基本结构示意图；
38.图11为mipi dphy全光双向通用传输系统在摄像头信号传输应用中的示意图；
39.图12为传统mipi dsi长距离传输的基本结构示意图；
40.图13为基于本发明的mipi dsi全光长距传输的基本结构示意图；
41.图14为mipi dphy全光双向通用传输系统在显示屏信号传输应用中的示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
43.本发明的目的是提供一种基于mipi dphy协议的全光双向传输系统，由于光纤通信的本质，传输过程中不存在电磁辐射，也不会受到电磁干扰，因此，本发明通过光纤实现两个接口之间的数据传输，进而提高数据传输的稳定性，并实现长距离的数据传输。
44.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
45.实施例一
46.如图1所示，本实施例提供的基于mipi dphy协议的全光双向传输系统包括：第一芯片及第二芯片。
47.所述第一芯片与第一移动产业处理器mipi dphy接口连接。所述第二芯片与第二移动产业处理器接口连接。所述第一芯片通过光纤与所述第二芯片连接。
48.所述第一芯片用于获取第一移动产业处理器接口的第一初始信号，并将所述第一初始信号转换为第一光信号，通过光纤将所述第一光信号传输至所述第二芯片。
49.所述第二芯片用于将所述第一光信号转换为第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述第二移动产业处理器接口。
50.所述第二芯片还用于获取所述第二移动产业处理器接口的第二初始信号，并将所述第二初始信号转换为第二光信号，通过光纤将所述第二光信号传输至所述第一芯片。
51.所述第一芯片还用于将所述第二光信号转换为第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述第一移动产业处理器接口。
52.将mipi dphy信号调制到光信号进行长距离传输，到接收端再将光信号恢复成原有的电信号，即mipi dphy信号。所有的数据信号和控制信号均使用光纤进行传输。由于光纤质量轻，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。同时由于光纤通信的本质，其传输不会有电磁辐射，也不会受到电磁干扰，这对于车载，军工，安防，医用等领域的应用尤为友好。且光纤传输在不破坏通信的情况下极难窃听，因而其安全性也不容置疑。光纤通信单通道传输速度可以到100gbps的量级，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。
53.进一步地，如图2所示，所述第一芯片包括第一传输通道及第二传输通道。所述第二芯片包括第三传输通道及第四传输通道。所述第一传输通道通过光纤与所述第三传输通道连接，所述第二传输通道通过光纤与所述第四传输通道连接。
54.在本实施例中，所述第一传输通道、所述第二传输通道、所述第三传输通道及所述第四传输通道的数量均为多个。第一传输通道和第三传输通道为高速通道，第二传输通道和第四传输通道为低速通道。作为一种具体的实施方式，如图3所示，第一芯片和第二芯片均包括n个高速通道和k个低速通道。高速通道和低速通道的数量可以根据通信的具体需求选取任意的组合，以匹配实际应用时不同的mipi dphy接口配置。
55.mipi dphy接口中的高速数据、alp数据及escape模式的时钟信号通过高速通道进行光电、电光转换传输。mipi dphy接口中的低速数据(lp信号)及i3c/i2c和其他通用低速接口通过一个或多个低速通道进行时分复用，编码然后进行光电、电光转换传输。对于特殊的高速信号的特性，可选择使用信号加扰和解扰的方式，使得信号传输的过程中尽量保证直流平衡，从而满足光通信传输需求。
56.所述第一光信号包括第一alp光信号、第一lp光信号及第一高速光信号。所述第一
电信号包括原始第一alp数据、原始第一lp数据及原始第一高速数据。所述第二光信号包括第二alp光信号、第二lp光信号及第二高速光信号。所述第二电信号包括原始第二alp数据、原始第二lp数据及原始第二高速数据。
57.所述第一传输通道用于获取第一移动产业处理器接口的第一初始信号，并检测所述第一初始信号中的第一alp数据、第一高速数据及第一lp数据，将所述第一alp数据转换为第一alp光信号，将所述第一高速数据转换为第一高速光信号，通过光纤将所述第一alp光信号及所述第一高速光信号传输至所述第三传输通道，将所述第一lp数据发送至所述第二传输通道。
58.具体地，第一高速数据为高速信号模式中80mbps～9gbps/lane的高速数据。需要说明的是，第一高速数据根据未来高速信号模式中数据的速率变化而变化，即可能具有更高的速率。
59.所述第三传输通道用于将所述第一alp光信号转换为第一alp电信号，以得到原始第一alp数据，将所述第一高速光信号转换为第一高速电信号，以得到原始第一高速数据，并发送至所述第二移动产业处理器接口。
60.所述第二传输通道用于对所述第一lp数据进行解析编码，得到第一lp电信号，将所述第一lp电信号转换为第一lp光信号，通过光纤将所述第一lp光信号传输至所述第四传输通道。
61.所述第四传输通道用于将所述第一lp光信号转换为第二lp电信号，对所述第二lp电信号进行解码，得到第三lp电信号，并将所述第三lp电信号发送至所述第三传输通道。
62.所述第三传输通道还用于根据所述第三lp电信号确定原始第一lp数据，并将所述原始第一lp数据发送至所述第二移动产业处理器接口。
63.所述第三传输通道还用于获取第二移动产业处理器接口的第二初始信号，并检测所述第二初始信号中的第二alp数据、第二高速数据及第二lp数据，将所述第二alp数据转换为第二alp光信号，将所述第二高速数据转换为第二高速光信号，通过光纤将所述第二alp光信号及所述第二高速光信号传输至所述第一传输通道，将所述第二lp数据发送至所述第四传输通道。
64.所述第一传输通道还用于将所述第二alp光信号转换为第二alp电信号，以得到原始第二alp数据，将所述第二高速光信号转换为第二高速电信号，以得到原始第二高速数据，并发送至所述第一移动产业处理器接口。
65.所述第四传输通道还用于对所述第二lp数据进行解析编码，得到第四lp电信号，将所述第四lp电信号转换为第二lp光信号，通过光纤将所述第二lp光信号传输至所述第二传输通道。
66.所述第二传输通道还用于将所述第二lp光信号转换为第五lp电信号，对所述第五lp电信号进行解码，得到第六lp电信号，并将所述第六lp电信号发送至所述第一传输通道。
67.所述第一传输通道还用于根据所述第六lp电信号确定原始第二lp数据，并将原始第二lp数据发送至所述第一移动产业处理器接口。
68.更进一步地，所述第一传输通道还用于获取escape模式下第一移动产业处理器接口的时钟序列以及0-1值，将所述时钟序列转换为时钟光信号，通过光纤将所述时钟光信号传输至所述第三传输通道，将所述0-1值发送至所述第二传输通道。
69.所述第二传输通道还用于将所述0-1值转换为0-1值光信号，通过光纤将所述0-1值光信号传输至所述第四传输通道。
70.所述第四传输通道还用于将所述0-1值光信号转换为0-1值电信号，并发送至所述第三传输通道。
71.所述第三传输通道还用于将所述时钟光信号转换为时钟电信号，并根据所述时钟电信号及所述0-1值电信号重构出escape信号，发送至所述第二移动产业处理器接口。
72.具体地，对于lp信号传输中的escape模式，mipi dphy高速通道a(第一传输通道)解析出escape模式进入的序列，然后将阳极和阴极异或获得escape模式的时钟信号，该始终信号直流平衡，通过高速通道a(第一传输通道)经过光路传输，escape模式中具体0和1的值通过低速通道a(第二传输通道)转发，通过光路传输到低速通道b(第四传输通道)，然后传输到高速通道b(第三传输通道)。高速通道b(第三传输通道)接收到escape模式的时钟信号后使用该时钟信号采集来自低速通道b(第四传输通道)的escape的0和1信号，重构出escape信号输出到输出级。
73.作为一种优选地实施方式，所述第一传输通道包括：第一数据传输模块、第一lp检测控制模块、第一alp检测控制模块、发射模块、接收模块、第二alp检测控制模块、第二lp检测控制模块及第二数据传输模块。
74.其中，第一数据传输模块用于获取第一移动产业处理器接口的第一初始信号，并检测所述第一初始信号中的第一高速数据。具体地，如图2所示，第一数据传输模块包括低功耗接收器(lp-rx)、高速接收器(hs-rx)、高速发送器(hs-tx)及低功耗发送器(lp-tx)。
75.第一lp检测控制模块分别与所述第一数据传输模块及所述第二传输通道连接，第一lp检测控制模块用于检测所述第一初始信号中的第一lp数据，并将所述第一lp数据发送至所述第二传输通道。
76.第一alp检测控制模块与所述第一数据传输模块连接，第一alp检测控制模块用于检测所述第一初始信号中的第一alp数据。
77.发射模块与所述第一数据传输模块及所述第一alp检测控制模块连接，发射模块用于将所述第一alp数据转换为第一alp光信号，将所述第一高速数据转换为第一高速光信号，通过光纤将所述第一alp光信号及所述第一高速光信号传输至所述第三传输通道。在本实施例中，发射模块为发射电路。高速通道的发射电路仅传输高速信号、alp数据(alp-00信号转换为平均直流光信号)和escape模式时的时钟信号。其中高速信号可选择的进行扰码。在接收到lp信号时，高速通道发射电路输出平均直流光信号。保证了信号的直流平衡，满足高速光路传输的要求。
78.接收模块通过光纤与所述第三传输通道连接，接收模块用于将所述第二alp光信号转换为第二alp电信号，以得到原始第二alp数据，将所述第二高速光信号转换为第二高速电信号，以得到原始第二高速数据。在本实施例中，接收模块为接收电路。高速通道的接收电路仅接收到高速信号、alp数据和escape模式时的时钟信号。其中高速信号可选择的进行解扰。alp-00信号和lp信号被检测为交流los(lossofsignal，损失)信号，然后通过低速通道的lp有效信号区分lp信号和alp-00信号。保证了信号的直流平衡，满足高速光路传输的要求。
79.第二alp检测控制模块与所述接收模块连接，第二alp检测控制模块用于接收所述
原始第二alp数据。
80.第二lp检测控制模块与所述第二传输通道连接，第二lp检测控制模块用于根据所述第六lp电信号确定原始第二lp数据。
81.第二数据传输模块分别与所述第二alp检测控制模块、所述第二lp检测控制模块、所述接收模块及所述第一移动产业处理器接口连接，第二数据传输模块用于将所述原始第二alp数据、所述原始第二lp数据及所述原始第二高速数据发送至所述第一移动产业处理器接口。第二数据传输模块的结构与第一数据传输模块的结构相同，在此不再赘述。
82.在本实施例中，低速通道(第二传输通道及第四传输通道)负责传输从高速通道(第一传输通道及第三传输通道)中分离出来的lp信号(包括escape模式中的数据信号)，i3c/i2c和其他通用低速信号的双向信号。这些低速信号通过时分复用，编码，光电转换，电光转换，解码，时分解复用进行双向传输。以解决低速双向数据和控制的传输问题。
83.此外，所述第一lp检测控制模块还用于检测所述第一初始信号中的方向切换序列，并根据所述方向切换序列切换所述第一移动产业处理器接口上的信号传输方向。具体地，第一lp检测控制模块解析lp信号及lp信号序列，当检测出切换方向的lp序列后，通过io(inputoutput，输入输出)方向控制单元控制mipi dphy接口上的信号传输方向，实现对mipi dphy高速双向通信和低速双向通信的支持。lp信号检测过程如图4所示。
84.所述第一alp检测控制模块还用于提取所述第一alp数据中的控制码，根据所述控制码切换所述第一移动产业处理器接口上的信号传输方向。具体地，第一alp检测控制模块解析alp信号及alp控制码，当检测alp控制码为快速转换指令时，控制输入输出接口进行方向切换。实现了对mipidphy快速双向通信切换的支持。alp信号检测过程如图5所示。
85.具体地，本发明使用锁相环对alp信号传输内容进行采样和解析，从中提取出控制码。当控制码为fastturnaround(快速转换)指令时，通过io控制单元自动切换传输方向，从而实现对mipi dphy高速双向通信和低速双向通信快速切换的支持。
86.本发明将mipi dphy的高速信号和低速信号分离，高速信号(包括alp信号)直接调制到光信号上进行传输，低速信号(包括lp信号)经过复用和编码调制到专用的低速通道进行传输。在实现高速光信号传输的同时，通过检测lp信号及lp信号序列保留了mipi dphy对高速双向通信和低速双向通信的支持，通过alp信号及alp信号控制码的解析实现快速转换功能的支持。
87.进一步地，所述第一芯片还与主i3c协议接口连接，所述第二芯片还与从i3c协议接口连接。
88.所述第一光信号还包括第一i3c协议光信号；所述第一电信号还包括原始第一i3c协议电信号。
89.所述第二传输通道还用于获取主i3c协议接口的第一i3c协议信号，并对所述第一i3c协议信号依次进行解析、时分复用、编码处理，得到第一i3c协议电信号，将所述第一i3c协议电信号转换为第一i3c协议光信号，通过光纤将所述第一i3c协议光信号传输至所述第四传输通道。
90.所述第四传输通道还用于将所述第一i3c协议光信号转换为第二i3c协议电信号，对所述第二i3c协议电信号依次进行解码、时分解复用、解析处理，以得到原始第一i3c协议电信号，并将所述原始第一i3c协议电信号发送至从i3c协议接口。
91.所述第二光信号还包括第二i3c协议光信号；所述第二电信号还包括原始第二i3c协议电信号。
92.所述第四传输通道还用于获取从i3c协议接口的第二i3c协议信号，并对所述第二i3c协议信号依次进行解析、时分复用、编码处理，得到第三i3c协议电信号，将所述第三i3c协议电信号转换为第二i3c协议光信号，通过光纤将所述第二i3c协议光信号传输至所述第二传输通道。
93.所述第二传输通道还用于将所述第二i3c协议光信号转换为第四i3c协议电信号，对所述第四i3c协议电信号依次进行解码、时分解复用、解析处理，以得到原始第二i3c协议电信号，并将所述原始第二i3c协议电信号发送至主i3c协议接口。
94.通常mipi dphy通信应用中还配备了一些带外信号的的双向通信，例如csi中常见的cci接口(i3c/i2c)，在其他一些应用中也需要使用其他的通用低速信号进行双向数据传输或者控制，例如spi，uart，gpio等。因此，本发明的低速通道(第二传输通道和第四传输通道)还提供了对i3c/i2c及其他通用接口信号的双向传输支持，在全光通信的前提下可以满足两端设备控制及通信的需求。
95.如图6和图7所示，本发明的低速通道专门用于传输低速双向信号。低速通道a(第二传输通道)中i3c/i2c信号解析单元与主i3c/i2c主单元连接，i3c/i2c信号解析单元中的i2c/i3cslave状态机转发sda信号和scl信号的同时解析信号内容。
96.图6中的接收单元接收图7中从i3c/i2c侧发出的，通过低速通道b(第四传输通道)转发到低速通道a(第二传输通道)并解复用得到的sda信号和scl信号。i2c/i3cslave状态机随着本地的sda信号、scl信号和接收到的对端的sda信号、scl信号相应的跳转状态，在需要切换传输方向时通过第一io方向控制和第二io方向控制切换io方向以实现双向通信。
97.图7中i2c/i3cslave状态机转发sda信号和scl信号的同时解析信号内容，接收模块接收图6中主i3c/i2c侧发出的，通过低速通道a(第二传输通道)转发到低速通道b(第四传输通道)并解复用得到的sda信号、scl信号。从侧的i2c/i3cslave状态机随着两侧的sda信号、scl信号相应的跳转状态机，在需要切换传输方向时通过第三io方向控制单元和第四io方向控制单元切换io方向以实现双向通信。其他通用双向通信的传输方式类似于图6和图7的结构，使用相应的状态机在传输信息的同时解析传输状态，如有需要相应的切换io方向。
98.更进一步地，所述基于mipi dphy协议的全光双向传输系统还包括协议转换芯片。所述协议转换芯片与所述第二移动产业处理器接口连接，所述协议转换芯片用于将所述第二移动产业处理器接口处的第一电信号转换为通用传输接口数据。
99.具体地，如图8所示，在mipi dphy全光双向传输系统的基础上在其一端增加了协议转换芯片，可将mipicsi协议转换为usb、以太网、hdmi、displayport、dvi等通用协议，或者将这些通用协议换换为mipi dsi协议，在实现信号光纤长距离传输的同时保证接口的通用性。
100.在本实施例中，电信号转换为光信号可使用vcsel，dml等光通信中常用发光器件。光信号转换为电信号可以光敏二极管等光通信中常用的接收光信号的器件。
101.本发明提供的全光双向传输系统可对上层系统透明，可以兼容csi和dsi等常见mipi协议。
102.当与csi协议适配时，将目前的摄像头模块的结构从mipicsi接口经过串行器件再经过单根铜线进行长距离传输，然后通过解串器再转回mipi csi接口与主控制器连接，转变为从mipicsi接口经过光电转换，经过单根或者多根光纤进行长距离传输，然后经过电光转换转回mipicsi接口与主控制器连接。
103.当与dsi协议适配时，将目前的显示模块连接的结构从主控制器经过mipi dsi接口经过串行器件再经过单根铜线进行长距离传输，然后通过解串器再转回mipi dsi接口与显示屏连接，转变为从主控制器经过mipi dsi接口经过光电转换，经过单根或者多根光纤进行长距离传输，然后经过电光转换转回mipi dsi接口与显示屏连接。提高了传输带宽和信号质量，减轻了线缆重量，减小了电磁辐射，增强抗电磁干扰特性，减小了线缆制造成本。
104.为了更好的理解本发明的方案，下面结合本发明的整体数据传输流程进一步进行说明。
105.本发明通过对lp数据进行特殊处理，由于其本身可能出现一段时间的阴极和阳极信号均为0或者1(lp00和lp01信号)，会破坏直流平衡，不适用于在光纤通信中继续传输。本地检测到lp信号后将其转发到低速通道a(第二传输通道)传输到低速通道b(第四传输通道)，信号解复用出lp信号后再传输给高速通道b(第三传输通道)。高速通道a(第一传输通道)在这段时间内输出直流平均光信号，以维持信号直流平衡。高速通道b(第三传输通道)接收到直流平均光信号，且如果此时通过低速通道b(第四传输通道)解复用出来的lp信号有效，则在高速通道b(第三传输通道)还原出lp信号。
106.alp信号中alp00信号由于阴极和阳极同时为0，例如高速通道a(第一传输通道)中电平检测到alp00信号时，强制激光器驱动电路输出直流平均光信号，在高速通道b(第三传输通道)中检测到直流平均光信号需进一步判断低速通道b(第四传输通道)输出的lp信号是否有效，若无效为alp00信号，反之则为lp信号。
107.实施例二
108.本实施例将实施例一提供的基于mipi dphy协议的全光双向传输系统应用于摄像头数据长距离传输应用中，例如车载应用，医疗应用，军工应用，安防应用领域。
109.如图9所示为摄像头数据长距离传输目前常见的结构，图像传感芯片以mipicsi接口输出数据，通过数据串行器芯片将mipicsi的数据先解包成像素数据再重新打包成串行数据(串行数据的协议可能为fpd-link，gmsl，ahdl等串行传输协议)，串行数据经过同轴线或者屏蔽双绞线进行长距离传输。如图9所示，主控制器侧接收到经过长距铜线传输的信号，通过解串器将串行数据重新恢复成符合mipicsi接口的数据结构在传输给主控制器进行处理。这样的传输结构由于使用长距离铜线传输存在一些缺点。由于传输高速信号对铜钱的的阻抗控制和损耗控制要求较高，增加系统的成本。并且由于长距离铜线的质量，线束复杂程度，成本等因素，使得应用中可以使用的铜线根数通常较为有限，大部分图9中结构的摄像头图像传输系统仅使用一根线。除此之外，电磁辐射，电磁干扰，安全性，信号带宽小等都是图9所示系统存在的问题。
110.图10为应用本发明提供的全光双向传输系统进行长距离传输，图像传感芯片以mipicsi接口输出数据在未进行数据格式转换的情况下直接将电信号转变为光信号进行传输，最大的保留了数据完整性。信号使用光纤进行长距离传输。图10中，主控制器侧接收到长距光纤传输的信号，通过光电转换直接恢复为原来的mipicsi信号，期间数据完整性没有
被破坏。这样的结构可以实现单根光纤大于25gbps(甚至56gbps，112gbps)传输带宽，完全能够满足目前mipi dphy的最高传输带宽，并能随着mipi dphy的不断发展继续提供支持。另外由于光纤本身质量轻，柔韧性好的特点，使得多光纤不会给系统带来额外开销，在应用中每个dphy通道使用一根光纤传输，因而保留了数据的完整性。光纤的传输损耗远远小于铜线的传输损耗，无误码传输距离可到百米以上，甚至千米，更适用于大型汽车，军工，医疗，安防领域的应用。由于光纤本身的波导传输特性，使得图10中的传输方式无电磁辐射，抗电磁干扰，防窃听。
111.在一个特定的实施例中，如图11所示，在图10的基础上，在光电转换后通过协议转换芯片将原本的mipicsi信号转变为usb、以太网、hdmi、displayport、dvi等通用协议，这样的摄像信号传输系统在具有高带宽，长距离，低电磁辐射，抗电磁干扰，轻重量，低成本等特性的同时又具备了接口通用性的特性，可与通用的设备直接连接使用。
112.实施例三
113.本实施例将实施例一提供的基于mipi dphy协议的全光双向传输系统应用于显示数据长距离传输应用中，例如车载应用，医疗应用，军工应用，安防应用领域。
114.如图12所示为显示数据长距离传输目前常见的结构，主控制器以mipidsi接口输出数据，通过数据串行器芯片将mipi dsi的数据先解包成并行数据再重新打包成串行数据(串行数据的协议可能为fpd-link，gmsl，ahdl等串行传输协议)，串行数据经过同轴线或者屏蔽双绞线进行长距离传输。如图12所示，主控制器侧接收到经过长距铜线传输的信号，通过解串器将串行数据重新恢复成符合mipi dsi接口的数据结构再传输给显示屏进行显示。这样的传输结构由于使用长距离铜线传输存在一些缺点。由于传输高速信号对铜钱的的阻抗控制和损耗控制要求较高，增加系统的成本。且由于长距离铜线的质量、线束复杂程度、成本等因素，使得应用中可以使用的铜线根数通常较为有限，大部分图12中结构的摄像头图像传输系统仅使用一根线。除此之外，电磁辐射，电磁干扰，安全性，信号带宽小等都是图12所示系统存在的问题。
115.图13为应用本发明提供的全光双向传输系统进行显示数据的长距离传输，主控制器以mipi dsi接口输出数据在未进行数据格式转换的情况下直接将电信号转变为光信号进行传输，最大的保留了数据完整性。信号使用光纤进行长距离传输。
116.在另一个特定的实施例中，如图14所示，在图13的基础上，通过协议转换芯片将usb、以太网、hdmi、displayport、dvi等通用协议转换成mipidsi协议后通过光电转换后用光纤进行长距传输，最终以mipi dsi接口的形态连接到显示屏上。这样的显示信号传输系统在具有高带宽，长距离，低电磁辐射，抗电磁干扰，轻重量，低成本等特性的同时又具备了接口通用性的特性，可与通用的设备直接连接使用。
117.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
118.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。