2024年2月20日发(作者：戴婉仪)

CameraLink详细介绍

一、

CameraLink标准的产生背景及它的技术优点

1、 Camera Link标准的产生背景

过去，工业级的数字视频市场在相机和图像采集卡之间虽然已经制定了一种通信标准, 但相机制造商和图像采集卡制造商却使用不同的连接器来发展他们的产品，这使得传输线缆 很难整合生产，给用户也带来了很多麻烦。同时，随着数据传输速率和复杂性的不断提高, 对一种通用性接口标准的需求就变得非常重要了。

在高数据率、综合数据交换时代，手工制作的线缆已经不可能满足需求。为保证在高 数据率条件下通信的可靠性，需要特别制定一个标准的引脚分配和线缆装配方法来确保兼容 设备能够轻而易举地连接在一起。该标准可以使用户通过人批量购买线缆来降低开发成本。 并且，该标准接I I的存在也应该能人人节约用户为整合一套兼容的相机和图像采集卡而花费 在获得技术上的时间，在此背景下CameraLink标准诞生了。

Camera Link的标准是由数家工业级相机及采集卡人制造商共同制定出来的，是一种 基于视频应用发展而来的通信接I I。标准本身由美国National Semiconductor公司基于其 ChannelLnik的技术发展而来的，并定义出配套的标准工业接I I器件，也就是信号线也标 准化了，让相机和图像采集卡的信号传输更简单化了。同时定义了 3种传输模式：基本模 式(Base

Configuration)、中级模式(Medium Coiifigiuation)、完整模式(Full Configuration),以及相应的信号引脚规范和数据传输量，并且同时提供4路的相机控制信 号线。

图像采集卡和相机之间的通信采用了 LT)S(Low Voltage Differential Signalmg),速度 快而且抗噪性能较好。图像采集卡和相机之间使用专门的连接线，距离最远10米，一般 提供的是标准的3米连接线。

现阶段，应用Chaimel Luik技术可实现高达2.38 Gbps的传输速率，而Camera Luik 运用了

3路Channel Link技术，其传输速率足以满足当今数字相机对高数据传输速率的要 求。由于Camera Link的高性能、低成本以及其连接的便利性，迅速得到许多相机及图像 采集卡的生产商的支持。

2、 Channel Link技术的优点

Channel Luik技术有很多的优点，它是建立在现有的通用、低成本技术(例如TTL和 LVDS )之上的一种数据传输技术，所以它很容易学习和应用。Channel Luik的相关协议 芯片不但价格便宜而且易于使用，同时，既然它使用低压摆幅差分电流模式驱动，那么 Channel Link就降低了电子噪声干扰。Channel Luik技术的主要优势在于它的数据线多路 技术,这种技术使线缆的使用量人人缩减［14］。如果用传统的RS-422/644技术传输28位 的数据，则在传输线缆上就需要56只终端电阻，而使用Channel Luik技术只要11只终 端电阻，即4对数据线，1对时钟线和至多一个地，所以不但线缆外型变小了而且还降低 了屏蔽的要求，这也意味着可以在线缆上使用较小体积的连接器

二、

Camera Link标准概述

Camera Link技术标准是基于National Semiconductor公司的Channel Luik标准发展而来 的，而CliamielLink标准是一种多路并行LVDS传输接「I标准。

Channel Luik 标准

低压差分信号(LVDS )是一种低摆幅的差分信号技术，电压摆幅在350mV左右， 具有扰动小,跳变速率快的特点，在无失传输介质里的理论最大传输速率在1.923Gbps。90 年代美国国家半导体公司(National Semiconductor )为了找到平板显示技术的解决方案， 开发了基于LVDS物理层平台的ChannelLuik技术。此技术一诞生就被进行了扩展，用来 作为新的通用视频数据传输技术使用。

如图1所示，Channel Luik由一个并转串信号发送驱动器和一个串转并信号接收器组 成，其最高数据传输速率可达2.38G o数据发送器含有28位的单端并行信号和1个单端 时钟信号，将28位CMOS/TTL信号串行化处理后分成4路LVDS数据流，其4路串 行数据流和1路发送LVDS时钟流在5路LVDS差分对中传输。接收器接收从4路 LVDS数据流和1路LVDS时钟流中把传来的数据和时钟信号恢复成28位的 CMO S/TTL并行数据和与其相对应的同步时钟信号。

>1.6 Gbps

gta(LDVS)

SOS3H 5833

陆

骨一TTL/CMOS

Data (LDVS)

Data (LDVS)

Data

28&匚

Clock (LBS)

圭

图1 Chaimel Link工作模式图

三.Channel Link的多路复用(Camera Link标准)

标准的Camera Link是由多路Channel Luik复用而成的，不仅包含相机图像数据信号和时 钟信号，而且还包含相机的控制信号和串行通信信号。

Camera Link的接I I配置包括：基本模式(Ease Configuration)、中级模式(Medium

Configuration)、完整模式(Full ConfigunHion)。在基本模式中，一对 Channel Link 信号 发送驱动器和接收器随同4对用来控制相机的RS- 644 LVDS收发器和2对用来协调相 机和采集卡间串行通信的RS- 644 LVDS收发器协同工作。一对Channel Luik信号发送驱 动器和接收器仅局限于28位并行视频数据传输，因此基本模式就不能够满足所有的视频传 输情况。中级模式包扌舌2对Channel Link信号发送驱动器与接收器和与之随同的用于相机 控制和串行通信的LVDS线对。中级模式最高可传输56位并行视频数据。完整模式包括 了 3对ChannelLuik信号发送驱动器和接收器和与之随同的用于相机控制和串行通信的 LVDS线对。完整模式最高可传输84位的视频数据。

--------------------------- full

MeOwnn '

关于Camera Link的各种接I I配置模式如图2所示，基本模式配置下只需要一条标准 的电缆连接相机和图像采集卡，而中级模式和完整模式的配置卞，则需要2条标准电缆

四.Channel Link标准的端口和端口分配

1・端口定义

一个端口定义为一个8位的字，在这个8位的字中，最低的1位（LSE ）是 bitO ,最高的1位（MSB ）是bit7。Camera Lnik标准使用8个端I丨，即端I I A至 端口 H。

2・端口分配

在基本配置模式中，端口 A、B和C被分配到唯一的Camera Link驱动器/接 收器对上；在中级配置模式中，端口 D、E和F被分配到第二个驱动器/接收器对上; 在完整配置模式中，端I I A、E和C被分配到第一个驱动器/接收器对上，端I I D、BYTE

BYTE 2 BY1TE 3 BYTE 4 b BYTE 7-

一二图2 Camera Link接I I的配置模式

E和F被分配到第二个驱动器/接收器对上，端I丨G和H被分配到第三个驱动器/接 收器对上（见图2 ）。表1给出了三种配置的端门分配，Camera Link芯片及连接器的使用 数量情况。

表13种配置模式的端II分配

端口

配置模式

基本

中级

完整

标注着从

RXOABC

A、E、C、D、E,F

A,B,CP,E,FQ H

至RX27的芯片数量

1

2

3

连接器数量

1

2

2

个数据输出引脚。

每一个Camera Link驱动器都有标注着从TXO至TX27的28个数据输入引脚，相 应的接收器有283・端口的位分配

从表2中我们可以看出在3种Camera Luik配置模式中，图像数据位是怎样分配 到端口的。这种位分配方式已经被应用于市场上最流行的相机上了。

表2 Camera Link接I丨的端I I分配

驱动器输入信号

Strobe

LVAL

FVAL

DVAL

Spaie

PortAO , PortDO , PoitGO

PortAl , PortDl , PoitGl

PortA2 , PortD2 , PoitG2

PortA3 , PortD3 , PoitG3

PortA4 , PortD4 , PoitG4

PortA5 , PortDS , PoitG5

PortA6 , PortD6 , P01IG6

PortA7 , PortD7 , PoitG7

PortBO , PortEO , PortHO

PortB 1 , PortEl , PortHl

PortB2 , PortE2 , PortH2

PortB3 , PortE3 , PortH3

PortB4 , PortE4 , PortH4

PortB5 , PortE5 , PortH5

PortB6 , PortE6 , PortH6

PortB 7 , PortE7 , PortH7

PortCO , PortFO

对应芯片引脚

TxCLK Out/TxCLK

I11

TX/RX24

TX/RX25

TX/RX26

TX，TRX23

TXRXO

TX/RX1

TX/RX32

TXRX3

TXRX4

TXRX6

TX/RX27

TXTRX5

TX/RX7

TX/RX8

TXRX9

TX/RX12

TXRX13

TX/RX14

TX/RX10

TX/RXU

TXRX15

PortC 1 , PortFl

PortC2 , PortF2

PortC3 , PortF3

PortC4 , PortF4

PortC 5 , PortF5

PortC6 , PortF6

PortC7 , PortF7

TX/RX18

TX/RX19

TX，TRX20

TX，TRX21

TX，TRX22

TX/RX16

TX/RX17

如果只用端I丨D和G ,那么它们与器件的连接方法与端1丨A相同。同样，如果使 用端「I E和H ,它们与器件连接方法同端I I B的相同，端「I F的与端「I C的相同。

如果相机在每个周期内仅输出1个像素，那么就使用分配给像素A的端II：如果相 机在每个周期内输入2个像素，那么使用分配像素A和像素B的端II；如果在每个周期 内输出3个像素，那么使用分配给像素A、E和C的端II；依次类推至相机每周期输 出8个像素，那么分配给A〜H的8个端口都将被使用。

五；Camera Link连接器与电缆引脚定义

Channel Link的高速速率传输使选择连接器和电缆这一坏节变得非常重要。必须严格依照

Camera Link标准中关于对连接器与电缆的引脚定义去设计相机和采集卡的相关连接信号。 1.连接器

连接器规定的制造商是3M公司，其规格化的3M 26-pin MDR ( Mini D Ribbon ) 产品足Channel Link的标准连接器(如图3所示)，故而Camera Link标准的连接器也选 择此型号。

MDR 26 Position Plug

(Both Ends)

Note: Use 3M 3341-31 jacksocket for mounting receptacle to panel.

图3 26-pm MDR连接器

当将这些连接器安装到一个相机或者图像采集卡上时要用到插槽（如图4所示）。插槽 上的连接器固定螺母要与标准的Camera Luik电缆连接器上的固定螺丝匹配。

图4 26-pin MDR连接器插槽示意图

2・电缆

3M按照Camera Link标准设计了一种专门用于相机和图像采集卡之间的集成电缆。这种 双绞屏蔽电缆能够满足高速差分信号应用中的所有严格要求。3M电缆产品的通用型号为 14X23 —

SZLB — XXX — OLC。它的有效长度在lm至10m之间。另外，它有2种外 壳可供选择。关于电缆的选型参数说明如图5所示。本设计中采用的是14E23 —SZLE — 200 — OLC ,即带固定螺丝的2m长电缆。

14X26-SZLB-XXX-0LC

Shell Retention Options:

B = Thumbscrew shell kit T =

Thumbscrew overmold shell

I

Length

100 = 1 meter

200 = 2 meters

300 = 3 meters

450 = 4.5 meters

500 = 5 meters

700 = 7 meters

A00 = 10 meters

图5 3M电缆产品选型说明图

中级、完整配置模式

相机

a • 1 ■

信）

图像采

图像采集卡端

怖

1

14

2

15

3

16

4

17

5

18

6

19

7

20

8

21

9

22

10

23

11

24

12

25

13

Channel

Link信号

Inner sliield

Inner sliield

Y0-

Y(H

Yl-

Y1+

Y2-

Y2+

Yclk-

Yclk+

Y3-

Y3+

100Q

Tennuiated

Z0-

Z0+

Zl-

Z1+

Z2-

Z2+

Zclk-

Zclk+

Z3-

Z3+

Inner sliield

Inner sliield

电缆

相 机 集卡端

端 连接器

1

14

25

12

24

11

23

10

22

9

21

8

20

7

19

6

18

5

17

4

16

3

15

2

13

26

Channel Link 信

号

Inner shield

Inner shield

X0-

X0+

Xl-

XH-

X2-

X2+

Xclk-

Xclk+

X3-

X3+

SeiTC+

SeiTC-

SeiTFG-

SeiTFG+

CC1-

CC1+

CC2+

CC2-

CC3+

CC3-

CC4+

CC4-

Iiuier shield

Inner shield

1

14

25

12

24

11

23

10

22

9

21

8

20

7

19

6

18

5

17

4

16

3

15

2

13

Inner shield

Inner shield

PAIR1-

PAIR1+

PAIR2-

PAIR2+

PAIR3-

PAIR3+

PAIR4-

PAIR4+

PAIR5-

PAIR5+

PAIR6+

PAIR6-

PAIR7-

PAIR7+

PAIR8-

PAIR8+

PAIR9+

PAIR9-

PAIR10-

PAIRKH-

PAIR11+

PAIR11-

Imier shield

Inner shield

1

14

2

15

3

16

4

17

5

18

6

19

7

20

8

21

9

22

10

23

11

24

12

25

13

26 26 26

4・屏蔽

3・连接器的引脚分布

表4给出了安装于相机或者图像采集卡上的26-pmMDR连接器的引脚定义。

表4 MDR-26连接器引脚定义

Camera Link标准推荐连接器和电缆的内部屏蔽（

同时，Camera Link标准还推荐了图像采集卡的内部屏蔽引脚要通过一个0Q的电阻与数 字地相）与相机的数字地连Inner slueld连。另外，没有用到的线对应在两端各接一个100Q的终端电阻。

接。

六、Camera Link标准下的相机信号种类

在Camera Luik标准中，相机信号分为四种：

1 ）相机控制信号，

2 ）视频数据，

3）电源信号

4 ）串行通信信号。

1 .相机控制信号

在接II的三种配置当中，都有4条RS-644线对用来实现相机的控制。制造商可以自 由定义这些信号以满足他们产品的特殊性。这些信号定义为图像采集卡的输出和相机的输 入，一般情况卜将这些信号命名 为：Camera Control 1（CC1）, Camera Control2（CC2）, Camera

Control3（CC3）, Camera Control4（CC4） o表1给出了通常相机制造商对控制信号的定义。 表1相机控制信号的定义

信号名称

Camera Control 1

Camera Control2

Camera ControB

Camera Control4

缩写格式

CC1

CC2

CC3

CC4

定义

EXSYNC （外同步），下降沿触发

PRIN （像素重置），低电平有效

FORWARD ,高电平有效，低电平翻转

未定义

2・视频数据

Camera Link标准定义了 4条图像格式信号的名称，并且描述了它们的信号电平。驱 动器、接收器以及连接器上有关这些信号的定义均是由Camera Link标准确定的。表2-2 给出了由Channel Link标准确定的图像格式信号的名称和定义。

表2像素限定信号的名称和定义

并行视频数据与Channel Link芯片的连接

信号名称

Frame

Valid

Lme Valid

Data Valid

Spare

缩写格式

FVAL

LVAL

DVAL

SP

定义

帧有效时为高电平，行扫描相机中接高

行有效时为高电平

当相机数据率低时使用，数据率高时直接接高电 平

无定义

A

7

Thiougli

PA7

to

端「1 A至H是逻辑8位字，定义多元化的数 据。单位28位Channel Luik器件使用A , B , C端门；56 , 84位器件（中级模式和

完全模式下）使用其余端口。

PortHO …H

PH7

7

Camera Link标准定义了从A到H的8个端口。它们都是逻辑8位的字，用来说 明图像数据位在驱动器/接收器上是如何分配的。

3 .电源

相机的电源并不是由Camera Lnik连接器提供的，而是通过一个单独的连接器提供。

Camera Luik标准允许相机制造商自由定义电源连接器和相机的工作电压和电流。

4 .串行通信

3种相机接II配置中都有2对RS-644LVDS线缆用于相机和图像采集卡之间进行异 步串行通信。相机和图像采集卡在设计串行II配置时应该支持的最小波特率为9600。 Camera Luik标准指定串行信号如下：SeiTFG（从相机串行输出端至采集卡串行输入端的 差分线对）：SerTC（从采集卡串行输出端至相机串行输入端的差分线对）。其协议使用 异步格式（即执行RS-232标准），所推荐的最小波特率为9600 （ 1为起始位、8位数 据位、1位停止位、无握手和奇偶校验位）。

当访问和使用异步串行门时，Camera Link标准为相机制造商和图像采集卡制造商提 供了一个双方共同遵循的方针，即图像采集卡制造商必须提供一个API （应用程序接1丨）, 用户通过DLL （动态连接库）对串行通信进行管理。

另外，CamemLmk标准还推荐图像采集卡制造商提供一个用户接门，这个用户接门 应该至少包含一个终端程序，通过这个程序用户可以发送和接收一个字符串或几个字节的文 件。

七、Camera Link标准的协议芯片组

Camera Luik标准制定的视频数据LVDS驱动传输由National Semiconductor公司制 造的28位ChaimelLink芯片组来完成。表5列出了 NS公司的一些驱动器和接收器。

表5兼容National S亡miconductoi产品列表

产品

DS90CR281

DS90CR282

DS90CR283

DS90CR284

DS90CR285

DS90CR286

DS90CR 286A

DS90CR287

DS90CR288

工作电压

5V

5V

5V

5V

3.3V

3.3V

3.3V

3.3V

3.3V

速率

40MHz

40MHz

66MHz

66MHz

66MHz

66MHz

66MHz

85MHz

75MHz

DS90CR 288A 3.3V 85MHz

另外，如果设计者需要使用相机控制信号，那么就应该使用一对LVDS驱动器/接收 器对来实现TTL信号和LVDS信号的转换。表6为Camera Link标准推荐使用的 National Semiconductor公司的驱动器/接收器对。

表6 National Semiconductor驱动器/接收器对

类型 型号 工作电压

驱动器

DS90LV047

DS90LV048

3.3V

3.3V

接收器

QQ :

750398724

2024年2月20日发(作者：戴婉仪)

CameraLink详细介绍

一、

CameraLink标准的产生背景及它的技术优点

1、 Camera Link标准的产生背景

过去，工业级的数字视频市场在相机和图像采集卡之间虽然已经制定了一种通信标准, 但相机制造商和图像采集卡制造商却使用不同的连接器来发展他们的产品，这使得传输线缆 很难整合生产，给用户也带来了很多麻烦。同时，随着数据传输速率和复杂性的不断提高, 对一种通用性接口标准的需求就变得非常重要了。

在高数据率、综合数据交换时代，手工制作的线缆已经不可能满足需求。为保证在高 数据率条件下通信的可靠性，需要特别制定一个标准的引脚分配和线缆装配方法来确保兼容 设备能够轻而易举地连接在一起。该标准可以使用户通过人批量购买线缆来降低开发成本。 并且，该标准接I I的存在也应该能人人节约用户为整合一套兼容的相机和图像采集卡而花费 在获得技术上的时间，在此背景下CameraLink标准诞生了。

Camera Link的标准是由数家工业级相机及采集卡人制造商共同制定出来的，是一种 基于视频应用发展而来的通信接I I。标准本身由美国National Semiconductor公司基于其 ChannelLnik的技术发展而来的，并定义出配套的标准工业接I I器件，也就是信号线也标 准化了，让相机和图像采集卡的信号传输更简单化了。同时定义了 3种传输模式：基本模 式(Base

Configuration)、中级模式(Medium Coiifigiuation)、完整模式(Full Configuration),以及相应的信号引脚规范和数据传输量，并且同时提供4路的相机控制信 号线。

图像采集卡和相机之间的通信采用了 LT)S(Low Voltage Differential Signalmg),速度 快而且抗噪性能较好。图像采集卡和相机之间使用专门的连接线，距离最远10米，一般 提供的是标准的3米连接线。

现阶段，应用Chaimel Luik技术可实现高达2.38 Gbps的传输速率，而Camera Luik 运用了

3路Channel Link技术，其传输速率足以满足当今数字相机对高数据传输速率的要 求。由于Camera Link的高性能、低成本以及其连接的便利性，迅速得到许多相机及图像 采集卡的生产商的支持。

2、 Channel Link技术的优点

Channel Luik技术有很多的优点，它是建立在现有的通用、低成本技术(例如TTL和 LVDS )之上的一种数据传输技术，所以它很容易学习和应用。Channel Luik的相关协议 芯片不但价格便宜而且易于使用，同时，既然它使用低压摆幅差分电流模式驱动，那么 Channel Link就降低了电子噪声干扰。Channel Luik技术的主要优势在于它的数据线多路 技术,这种技术使线缆的使用量人人缩减［14］。如果用传统的RS-422/644技术传输28位 的数据，则在传输线缆上就需要56只终端电阻，而使用Channel Luik技术只要11只终 端电阻，即4对数据线，1对时钟线和至多一个地，所以不但线缆外型变小了而且还降低 了屏蔽的要求，这也意味着可以在线缆上使用较小体积的连接器

二、

Camera Link标准概述

Camera Link技术标准是基于National Semiconductor公司的Channel Luik标准发展而来 的，而CliamielLink标准是一种多路并行LVDS传输接「I标准。

Channel Luik 标准

低压差分信号(LVDS )是一种低摆幅的差分信号技术，电压摆幅在350mV左右， 具有扰动小,跳变速率快的特点，在无失传输介质里的理论最大传输速率在1.923Gbps。90 年代美国国家半导体公司(National Semiconductor )为了找到平板显示技术的解决方案， 开发了基于LVDS物理层平台的ChannelLuik技术。此技术一诞生就被进行了扩展，用来 作为新的通用视频数据传输技术使用。

如图1所示，Channel Luik由一个并转串信号发送驱动器和一个串转并信号接收器组 成，其最高数据传输速率可达2.38G o数据发送器含有28位的单端并行信号和1个单端 时钟信号，将28位CMOS/TTL信号串行化处理后分成4路LVDS数据流，其4路串 行数据流和1路发送LVDS时钟流在5路LVDS差分对中传输。接收器接收从4路 LVDS数据流和1路LVDS时钟流中把传来的数据和时钟信号恢复成28位的 CMO S/TTL并行数据和与其相对应的同步时钟信号。

>1.6 Gbps

gta(LDVS)

SOS3H 5833

陆

骨一TTL/CMOS

Data (LDVS)

Data (LDVS)

Data

28&匚

Clock (LBS)

圭

图1 Chaimel Link工作模式图

三.Channel Link的多路复用(Camera Link标准)

标准的Camera Link是由多路Channel Luik复用而成的，不仅包含相机图像数据信号和时 钟信号，而且还包含相机的控制信号和串行通信信号。

Camera Link的接I I配置包括：基本模式(Ease Configuration)、中级模式(Medium

Configuration)、完整模式(Full ConfigunHion)。在基本模式中，一对 Channel Link 信号 发送驱动器和接收器随同4对用来控制相机的RS- 644 LVDS收发器和2对用来协调相 机和采集卡间串行通信的RS- 644 LVDS收发器协同工作。一对Channel Luik信号发送驱 动器和接收器仅局限于28位并行视频数据传输，因此基本模式就不能够满足所有的视频传 输情况。中级模式包扌舌2对Channel Link信号发送驱动器与接收器和与之随同的用于相机 控制和串行通信的LVDS线对。中级模式最高可传输56位并行视频数据。完整模式包括 了 3对ChannelLuik信号发送驱动器和接收器和与之随同的用于相机控制和串行通信的 LVDS线对。完整模式最高可传输84位的视频数据。

--------------------------- full

MeOwnn '

关于Camera Link的各种接I I配置模式如图2所示，基本模式配置下只需要一条标准 的电缆连接相机和图像采集卡，而中级模式和完整模式的配置卞，则需要2条标准电缆

四.Channel Link标准的端口和端口分配

1・端口定义

一个端口定义为一个8位的字，在这个8位的字中，最低的1位（LSE ）是 bitO ,最高的1位（MSB ）是bit7。Camera Lnik标准使用8个端I丨，即端I I A至 端口 H。

2・端口分配

在基本配置模式中，端口 A、B和C被分配到唯一的Camera Link驱动器/接 收器对上；在中级配置模式中，端口 D、E和F被分配到第二个驱动器/接收器对上; 在完整配置模式中，端I I A、E和C被分配到第一个驱动器/接收器对上，端I I D、BYTE

BYTE 2 BY1TE 3 BYTE 4 b BYTE 7-

一二图2 Camera Link接I I的配置模式

E和F被分配到第二个驱动器/接收器对上，端I丨G和H被分配到第三个驱动器/接 收器对上（见图2 ）。表1给出了三种配置的端门分配，Camera Link芯片及连接器的使用 数量情况。

表13种配置模式的端II分配

端口

配置模式

基本

中级

完整

标注着从

RXOABC

A、E、C、D、E,F

A,B,CP,E,FQ H

至RX27的芯片数量

1

2

3

连接器数量

1

2

2

个数据输出引脚。

每一个Camera Link驱动器都有标注着从TXO至TX27的28个数据输入引脚，相 应的接收器有283・端口的位分配

从表2中我们可以看出在3种Camera Luik配置模式中，图像数据位是怎样分配 到端口的。这种位分配方式已经被应用于市场上最流行的相机上了。

表2 Camera Link接I丨的端I I分配

驱动器输入信号

Strobe

LVAL

FVAL

DVAL

Spaie

PortAO , PortDO , PoitGO

PortAl , PortDl , PoitGl

PortA2 , PortD2 , PoitG2

PortA3 , PortD3 , PoitG3

PortA4 , PortD4 , PoitG4

PortA5 , PortDS , PoitG5

PortA6 , PortD6 , P01IG6

PortA7 , PortD7 , PoitG7

PortBO , PortEO , PortHO

PortB 1 , PortEl , PortHl

PortB2 , PortE2 , PortH2

PortB3 , PortE3 , PortH3

PortB4 , PortE4 , PortH4

PortB5 , PortE5 , PortH5

PortB6 , PortE6 , PortH6

PortB 7 , PortE7 , PortH7

PortCO , PortFO

对应芯片引脚

TxCLK Out/TxCLK

I11

TX/RX24

TX/RX25

TX/RX26

TX，TRX23

TXRXO

TX/RX1

TX/RX32

TXRX3

TXRX4

TXRX6

TX/RX27

TXTRX5

TX/RX7

TX/RX8

TXRX9

TX/RX12

TXRX13

TX/RX14

TX/RX10

TX/RXU

TXRX15

PortC 1 , PortFl

PortC2 , PortF2

PortC3 , PortF3

PortC4 , PortF4

PortC 5 , PortF5

PortC6 , PortF6

PortC7 , PortF7

TX/RX18

TX/RX19

TX，TRX20

TX，TRX21

TX，TRX22

TX/RX16

TX/RX17

如果只用端I丨D和G ,那么它们与器件的连接方法与端1丨A相同。同样，如果使 用端「I E和H ,它们与器件连接方法同端I I B的相同，端「I F的与端「I C的相同。

如果相机在每个周期内仅输出1个像素，那么就使用分配给像素A的端II：如果相 机在每个周期内输入2个像素，那么使用分配像素A和像素B的端II；如果在每个周期 内输出3个像素，那么使用分配给像素A、E和C的端II；依次类推至相机每周期输 出8个像素，那么分配给A〜H的8个端口都将被使用。

五；Camera Link连接器与电缆引脚定义

Channel Link的高速速率传输使选择连接器和电缆这一坏节变得非常重要。必须严格依照

Camera Link标准中关于对连接器与电缆的引脚定义去设计相机和采集卡的相关连接信号。 1.连接器

连接器规定的制造商是3M公司，其规格化的3M 26-pin MDR ( Mini D Ribbon ) 产品足Channel Link的标准连接器(如图3所示)，故而Camera Link标准的连接器也选 择此型号。

MDR 26 Position Plug

(Both Ends)

Note: Use 3M 3341-31 jacksocket for mounting receptacle to panel.

图3 26-pm MDR连接器

当将这些连接器安装到一个相机或者图像采集卡上时要用到插槽（如图4所示）。插槽 上的连接器固定螺母要与标准的Camera Luik电缆连接器上的固定螺丝匹配。

图4 26-pin MDR连接器插槽示意图

2・电缆

3M按照Camera Link标准设计了一种专门用于相机和图像采集卡之间的集成电缆。这种 双绞屏蔽电缆能够满足高速差分信号应用中的所有严格要求。3M电缆产品的通用型号为 14X23 —

SZLB — XXX — OLC。它的有效长度在lm至10m之间。另外，它有2种外 壳可供选择。关于电缆的选型参数说明如图5所示。本设计中采用的是14E23 —SZLE — 200 — OLC ,即带固定螺丝的2m长电缆。

14X26-SZLB-XXX-0LC

Shell Retention Options:

B = Thumbscrew shell kit T =

Thumbscrew overmold shell

I

Length

100 = 1 meter

200 = 2 meters

300 = 3 meters

450 = 4.5 meters

500 = 5 meters

700 = 7 meters

A00 = 10 meters

图5 3M电缆产品选型说明图

中级、完整配置模式

相机

a • 1 ■

信）

图像采

图像采集卡端

怖

1

14

2

15

3

16

4

17

5

18

6

19

7

20

8

21

9

22

10

23

11

24

12

25

13

Channel

Link信号

Inner sliield

Inner sliield

Y0-

Y(H

Yl-

Y1+

Y2-

Y2+

Yclk-

Yclk+

Y3-

Y3+

100Q

Tennuiated

Z0-

Z0+

Zl-

Z1+

Z2-

Z2+

Zclk-

Zclk+

Z3-

Z3+

Inner sliield

Inner sliield

电缆

相 机 集卡端

端 连接器

1

14

25

12

24

11

23

10

22

9

21

8

20

7

19

6

18

5

17

4

16

3

15

2

13

26

Channel Link 信

号

Inner shield

Inner shield

X0-

X0+

Xl-

XH-

X2-

X2+

Xclk-

Xclk+

X3-

X3+

SeiTC+

SeiTC-

SeiTFG-

SeiTFG+

CC1-

CC1+

CC2+

CC2-

CC3+

CC3-

CC4+

CC4-

Iiuier shield

Inner shield

1

14

25

12

24

11

23

10

22

9

21

8

20

7

19

6

18

5

17

4

16

3

15

2

13

Inner shield

Inner shield

PAIR1-

PAIR1+

PAIR2-

PAIR2+

PAIR3-

PAIR3+

PAIR4-

PAIR4+

PAIR5-

PAIR5+

PAIR6+

PAIR6-

PAIR7-

PAIR7+

PAIR8-

PAIR8+

PAIR9+

PAIR9-

PAIR10-

PAIRKH-

PAIR11+

PAIR11-

Imier shield

Inner shield

1

14

2

15

3

16

4

17

5

18

6

19

7

20

8

21

9

22

10

23

11

24

12

25

13

26 26 26

4・屏蔽

3・连接器的引脚分布

表4给出了安装于相机或者图像采集卡上的26-pmMDR连接器的引脚定义。

表4 MDR-26连接器引脚定义

Camera Link标准推荐连接器和电缆的内部屏蔽（

同时，Camera Link标准还推荐了图像采集卡的内部屏蔽引脚要通过一个0Q的电阻与数 字地相）与相机的数字地连Inner slueld连。另外，没有用到的线对应在两端各接一个100Q的终端电阻。

接。

六、Camera Link标准下的相机信号种类

在Camera Luik标准中，相机信号分为四种：

1 ）相机控制信号，

2 ）视频数据，

3）电源信号

4 ）串行通信信号。

1 .相机控制信号

在接II的三种配置当中，都有4条RS-644线对用来实现相机的控制。制造商可以自 由定义这些信号以满足他们产品的特殊性。这些信号定义为图像采集卡的输出和相机的输 入，一般情况卜将这些信号命名 为：Camera Control 1（CC1）, Camera Control2（CC2）, Camera

Control3（CC3）, Camera Control4（CC4） o表1给出了通常相机制造商对控制信号的定义。 表1相机控制信号的定义

信号名称

Camera Control 1

Camera Control2

Camera ControB

Camera Control4

缩写格式

CC1

CC2

CC3

CC4

定义

EXSYNC （外同步），下降沿触发

PRIN （像素重置），低电平有效

FORWARD ,高电平有效，低电平翻转

未定义

2・视频数据

Camera Link标准定义了 4条图像格式信号的名称，并且描述了它们的信号电平。驱 动器、接收器以及连接器上有关这些信号的定义均是由Camera Link标准确定的。表2-2 给出了由Channel Link标准确定的图像格式信号的名称和定义。

表2像素限定信号的名称和定义

并行视频数据与Channel Link芯片的连接

信号名称

Frame

Valid

Lme Valid

Data Valid

Spare

缩写格式

FVAL

LVAL

DVAL

SP

定义

帧有效时为高电平，行扫描相机中接高

行有效时为高电平

当相机数据率低时使用，数据率高时直接接高电 平

无定义

A

7

Thiougli

PA7

to

端「1 A至H是逻辑8位字，定义多元化的数 据。单位28位Channel Luik器件使用A , B , C端门；56 , 84位器件（中级模式和

完全模式下）使用其余端口。

PortHO …H

PH7

7

Camera Link标准定义了从A到H的8个端口。它们都是逻辑8位的字，用来说 明图像数据位在驱动器/接收器上是如何分配的。

3 .电源

相机的电源并不是由Camera Lnik连接器提供的，而是通过一个单独的连接器提供。

Camera Luik标准允许相机制造商自由定义电源连接器和相机的工作电压和电流。

4 .串行通信

3种相机接II配置中都有2对RS-644LVDS线缆用于相机和图像采集卡之间进行异 步串行通信。相机和图像采集卡在设计串行II配置时应该支持的最小波特率为9600。 Camera Luik标准指定串行信号如下：SeiTFG（从相机串行输出端至采集卡串行输入端的 差分线对）：SerTC（从采集卡串行输出端至相机串行输入端的差分线对）。其协议使用 异步格式（即执行RS-232标准），所推荐的最小波特率为9600 （ 1为起始位、8位数 据位、1位停止位、无握手和奇偶校验位）。

当访问和使用异步串行门时，Camera Link标准为相机制造商和图像采集卡制造商提 供了一个双方共同遵循的方针，即图像采集卡制造商必须提供一个API （应用程序接1丨）, 用户通过DLL （动态连接库）对串行通信进行管理。

另外，CamemLmk标准还推荐图像采集卡制造商提供一个用户接门，这个用户接门 应该至少包含一个终端程序，通过这个程序用户可以发送和接收一个字符串或几个字节的文 件。

七、Camera Link标准的协议芯片组

Camera Luik标准制定的视频数据LVDS驱动传输由National Semiconductor公司制 造的28位ChaimelLink芯片组来完成。表5列出了 NS公司的一些驱动器和接收器。

表5兼容National S亡miconductoi产品列表

产品

DS90CR281

DS90CR282

DS90CR283

DS90CR284

DS90CR285

DS90CR286

DS90CR 286A

DS90CR287

DS90CR288

工作电压

5V

5V

5V

5V

3.3V

3.3V

3.3V

3.3V

3.3V

速率

40MHz

40MHz

66MHz

66MHz

66MHz

66MHz

66MHz

85MHz

75MHz

DS90CR 288A 3.3V 85MHz

另外，如果设计者需要使用相机控制信号，那么就应该使用一对LVDS驱动器/接收 器对来实现TTL信号和LVDS信号的转换。表6为Camera Link标准推荐使用的 National Semiconductor公司的驱动器/接收器对。

表6 National Semiconductor驱动器/接收器对

类型 型号 工作电压

驱动器

DS90LV047

DS90LV048

3.3V

3.3V

接收器

QQ :

750398724