Złącze LVDS w komputerach przemysłowych

LVDS czyli Low Voltage Differential Signalling. Jest to standard transmisji danych z wykorzystaniem niskonapięciowego sygnału różnicowego przesyłanego kablem symetrycznym. Standard LVDS wykorzystywany jest do przesyłania sygnałów; grafiki 3D, fotografii wysokiej rozdzielczości, sygnałów wideo. Jego zastosowanie jest bardzo szerokie. Standard ten pozwala osiągnąć bardzo dużą szybkość transmisji przy jednocześnie niskim poborze mocy oraz wysokiej odporności na zakłócenia. Standard LVDS jest najczęściej stosowany w drukarkach, płaskich monitorach, ruterach, urządzeniach przetwarzających cyfrowe sygnały audio/ wideo.

Jakie są zalety transmisji LVDS ?

Ze względu na różnicową metodę transmisji system LVDS jest odporny na zakłócenia. Metoda ta wykorzystuje parę przewodów, jeżeli w przewodach pojawi się sygnał zakłócający to nie będzie on powodował zakłóceń sygnału użytkowego, ponieważ odbiornik LVDS mierzy tylko różnicę napięć pomiędzy przewodami. Ze względu na dużą odporność na zakłócenia system LVDS może pracować z sygnałami na niewielkim poziomie. Dzięki temu możliwa jest redukcja poboru mocy wymaganej do przesłania sygnału i zwiększenie częstotliwości przesyłanych sygnałów.
Transmisja LVDS opisywana jest dwoma standardami:
• TIA/EIA (Telecommunications Industry Association/ Electronic Industries Association) – ANSI/TIA/EIA-644 (LVDS) Standard
• IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineering) – IEEE 1596.3
Sygnały LVDS są dziesięciokrotnie mniejsze niż sygnały standardu RS-422 i o połowę mniejsze niż sygnały PECL. Bardzo ważnym parametrem standardu LVDS jest to, że transmisja nie zależy od napięcia zasilania, czego atutem jest fakt iż może być stosowany w systemach z zasilaniem np. 3,3V lub 2,5V.

Maksymalna prędkość transmisji w standardzie LVDS zależy od właściwości nadajnika oraz odbiornika LVSD, pasma przenoszenia medium transmisji i wymaganej jakości sygnału dla danego zastosowania.
Ograniczenia szybkości transmisji spowodowane są;
• Szybkością dostarczania danych, szybkością zmiany danych na sygnał LVDS
• Pasmem przenoszenia medium transmisji

Konfiguracje nadajników i odbiorników w standardzie LVDS

Wyróżnić można:

• Konfigurację punk-punkt
• Konfigurację Half-Duplex dwukierunkową
W konfiguracji dwukierunkowej wykorzystuje się dwa pojedyncze skręcone ze sobą przewody. Natomiast komunikacja w danym momencie odbywa się tylko w jednym kierunku. Taka konfiguracja może być stosowana tylko w przypadkach, gdy poziom szumów jest niski i odległość pomiędzy nadajnikiem, a odbiornikiem niewielka (<10m). Ogromną zaletą transmisji LVDS jest fakt, że jest ona stosowana przy transmisji danych. Szybkość wynosi od 0 do setek Mbps na odległościach do kilkudziesięciu metrów. Standardy RS-232, RS-422 i RS-485 oferowały na takich dystansach prędkości od 20kbps do 30Mbps.

 
Parametr RS-422 PECL LVDS
Wyjściowe napięcie różnicowe +/-2V do +/-5V +/-600-1000mV +/-250-450mV
Napięcie przełączania odbiornika +/-200mV +/-200-300mV +/-100mV
Szybkość transmisji <30Mbps >400Mbps >400Mbps
Prąd zasilania poczwórnego nadajnika 60mA max 32-65mA max 8mA
Prąd zasilania poczwórnego odbiornika 23mA max 40mA max 15mA max
Opóźnienie propagacji nadajnika 11ns max 4.5ns max 1.7ns max
Opóźnienie propagacji odbiornika 30ns max 7ns max 2.7ns max
Emisja zakłóceń niska średnia niska
Straty mocy niska średnia Bardzo niska

 

Komputery Telekomunikacja Urządzenia powszechnego użytku/komercyjne
Płaskie wyświetlacze Przełączniki Połączenia video
Połączenie monitora Multipleksery Set-top-box
Szyna SCI procesora Huby Konsole do gier
Połączenia w drukarkach Routery
Cyfrowe urządzenia kopiujące
Połączenia peryferyjne w urządzeniach multimedialnych

Inne wpisy

NVIDIA

Aetina – innowacyjne rozwiązania NVIDIA dedykowane AI

Aetina jest producentem innowacyjnych komputerów przemysłowych dedykowanych AI oraz specjalistycznych kart graficznych dla branż AI, IoT oraz Edge Computing. Udostępnia szereg rozwiązań z akceleracją GPU, wyposaża komputery oparte na architekturze ARM i x86 oraz układy ASIC w sztuczną inteligencję….

Czytaj więcej

Różnica pomiędzy NVMe a PCIe

Przy deskrypcji dysków SSD, termin „PCIe” jest zwykle pisany razem ze słowem „NVMe”, przez co może nasunąć się pytanie: Jaka jest różnica pomiędzy NVMe a PCIe? Nieustanny postęp technologiczny sprawia, że warto na moment cofnąć się do początków standardu…

Czytaj więcej
3D NAND

Ewolucja pamięci Flash

Ewolucja pamięci Flash sięga korzeniami schyłku XX wieku, kiedy to skonstruowane zostały jej dwa podstawowe typy, NOR oraz NAND. Wprowadzenie architektury NAND Flash do użytku przez firmę Toshiba w 1989 roku było działaniem napędzającym dalszy rozwój tej technologii. Zagwarantowało…

Czytaj więcej