代码收藏家技术教程 2023-02-02

V-By-One：深入了解协议

一、简介

关于VbyOne接口，V-by-One HS是由日本赛恩电子公司（THine Electornics）开发的适用于平板显示器的信号传输接口标准。目前，广泛应用在多功能打印机等办公设备、车载娱乐设备、机器人、安防系统等领域。

1、较与LVDS的优势

①高速（支持最高4Gbps速率，有效数据速率达3.2Gbps）②低功耗（与固定的速率传输相比，传输速率可变）③低EMI（支持扰码和数据时钟恢复）④支持时钟对齐（时钟信号恢复技术，解决了在LVDS方案下日趋显著化的配线时滞问题）

2、V-By-One 系统link框图

①TX和RX数据传输线两端需匹配去耦电容②在TX端控制信号LOCKN，HTPDN需上拉电阻③TX和RX之间传输线数量由色深和pixel clock决定（见table 1）④TX端控制信号有H-sync，V-sync，DE和CTL信号。⑤传输端支持预加重（pre-emphasis），接收端支持EQ均衡（equalizer）

3、data line数量选择

Pixel Clock=H-total*V-total*refresh rate

例：4K*2K 60Hz，Pixel Clock=4400*2250*60=594Mhz

Color depth=R（6、8、10、12bit）+G（6、8、10、12bit）+B（6、8、10、12bit）

①根据Color depth选取数据包字节模式【byte mode】

支持byte mode模式：3byte，4byte，5byte

例：10bit色深，则一个pixel需要3（R,G,B）*10bit=30bit的数据，4byte mode可以支持，另外5byte mode也可以支持。

②由于采用8b 10b编码方案，因此物理传输的编码数据量位10位原始数据（只有8位有效数据）。

故编码总bit rate为：

例：4K*2K，60Hz，8bit：encoded total bit rate= 4*8*（10/8）*594M=23.76Gbps

每Line bit rate,lane数通常选择1 2 4 8 16。

例，4K*2K，60Hz，8bit：encoded total per rate=23.76GHz/8=2.97Gbps。符合范围（600Mbps-4Gbps）

4、HTPDN，LOCKN信号作用

HTPDN：确认TX与RX之间的连接状态。在RX未连接时，TX端此信号处于拉高状态；当RX连接好后，RX端将此信号拉低；TX端检测到此信号为低时，开始进入CDR training模式。此信号也可以省略使用，TX端直接拉低。

LOCKN：确认TX，RX之间是否完成CDR training。TX端检测到HTPDN拉L后，TX传输CDR training数据，RX进行CDR training。当完成CDR training后，RX将LOCKN拉L，TX端检测到LOCKN为L状态后，开始ALN training结束后开始传输正常数据。

二、Link Spec

链接连接的建立方法如下。

①Packer：将来自SOC的输入数据被打包到包含8位数据字符的数据包中。

②Scrambler：打包后，在扰码器中使用伪随机数进行乱码。

③Encoder：扰码的8位数据包数据被编码为10位字符，以实现近似的DC平衡以及CDR的充分的0-1和1-0转换。

④Serializer：通过序列化器将10位数据字符序列化为1位流。

接收器执行逆过程，以将来自发射器的串行数据转换为用于用户逻辑的像素数据。

1、Packer and Unpacker

一个packet由8bit数据组成；Packet的数据包括：有效数据（data），控制信号（CTL），时序信号（DE，H-sync，V-sync），packet的data mapping由帧byte决定；打包后的数据顺序为高位在后，低位在前。D/K码是用于8bit/10bit扰码器的抽头选择。

（1）data mapping

名词介绍：

FS：framing symbols 帧符

FSACTIVE：Pixel Data在DE为高电平时被打包，在此期间的所有data均为D code

FSBS：Blanking Start 在pixel data的最后一个后插入，V sync和H sync被打包在byte0和byte1中；在此期间的所用data，均为K code

FSBP：Blanking Payload 插入在BS和BE之间；V sync和H sync数据被打包在Byte0和Byte1中，将CTL数据打包在Byte2-4中。在此期间的数据，均为K code

FSBE：Blanking End 插入在第一个像素之前。在此期间的数据均为K code

FSBE_SR：在Vsync后的第一个FSBE和每512个FSBE被FSBE_SR取代，用于重置LFSR（liner feedback shift register）。每次发送FSBE_SR时，FSBE将被重置。

2、Scrambler and Unscrambler

在8bit/10bit encoder之前，先进性扰码处理；来减轻EMI问题；每条line，独立使用16位LFSR进行扰码处理。

16位LFSR的G(X)=X16+X5+X4+X3+1

BS，BE，SYNL，SYNH，BE_SR不能被扰码，BP及FSACTIVE可以被扰码；在CDR training阶段的Scrambler必须disable。3

3、encode and decode

编码器和解码器与ANSI标准8b/10b兼容。在正常的模式操作中，每个10位的字符代表8位的像素数据（图11）。编码字符在V-by-One®HS流中提供直流平衡和足够的0-1和1-0转换，使接收机能够使用CDR技术恢复链路时钟。

FSBS、FSBE、FSBE_SR帧符号由K码组成，FSBP帧符号由D码组成。FSBS框架符号由BS、SYNH或SYNL字符组成，而FSBE符号除包含SYNH或SYNL字符外，还包含BE或BE_SR字符。下表中描述了SYNH、SYNL、BS、BE和BE_SR等特殊字符。BS和SYNL被分配了相同的代码。BS、SYNH和SYNL代码也称为COMMA，它们用于检测字节边界。