牛芯盖亚REDRIVER 600:可配置I/O的3G-SDI单芯片方案,重新定义视频接口设计灵活性

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在广播与专业视频行业,3G-SDI作为主流串行数字接口标准被广泛应用于视频服务器、编码器、矩阵切换器、分配放大器等设备。传统SDI硬件设计,电缆均衡器、电缆驱动器为两颗独立芯片,BNC端口硬件固化为输入端口或者输出端口。如果设备需要多种I/O配比,就要开发多套硬件版本,带来BOM成本上升、PCB面积占用大、物料库存繁杂、调试周期长等一系列痛点。

针对行业痛点,牛芯半导体推出盖亚REDRIVER 600——国产自研3Gbps HD/SD‑SDI可配置I/O自适应电缆均衡器/电缆驱动器。单颗芯片同时集成自适应电缆均衡器与电缆驱动器,同一个BNC接口,通过硬件引脚与SPI寄存器配置,既可作为信号输入口,也可以作为信号输出口,真正实现BNC端口输入输出自由切换,为国产广播视频设备带来高灵活度的信号链解决方案。

产品核心规格

盖亚REDRIVER 600采用48引脚QFN封装,单芯片3.3V供电,工业级温度范围40℃~+85℃,完整兼容SMPTE ST424、ST292、ST344、ST259标准,同时支持270Mbps DVB-ASI业务。
  • 接收模式速率:270Mbps~2.97Gbps;
  • 驱动模式速率:270Mbps~2.97Gbps;
  • 均衡输出为LVDS差分信号,对接FPGA;
  • 驱动端输出75Ω同轴SDI信号,直连BNC连接器;
  • SPI接口完成寄存器配置与状态读取,硬件引脚辅助模式控制。
  • 电缆均衡器支持睡眠模式以节省功耗。
  • 电缆均衡器支持使用国产1694A同轴线缆,国产RG179同轴线缆通信。
  • 长距离传输时功耗具有优势。

盖亚REDRIVER600芯片端口连接简图

四大核心技术亮点

亮点1:一芯双用,单芯片实现均衡器/驱动器,BNC端口动态复用

盖亚REDRIVER 600最核心的创新就是单I/O引脚复用架构,NC_IO引脚既可以作为信号输入,也可以作为信号输出。

1. 均衡器(输入)模式:拉低TX_EN引脚关闭内部驱动器,芯片工作接收模式,同轴BNC输入SDI信号,经过自适应均衡处理后,输出LVDS差分信号给到FPGA;

2. 驱动器(输出)模式:拉高TX_EN引脚开启驱动器,FPGA输出差分SDI信号送入芯片,经过内部驱动器转换为75Ω同轴信号,从BNC_IO引脚输出;

3. 两种模式之间可以通过引脚+ SPI软件完成切换。

实际产品价值:硬件板卡设计完成之后,不需要修改PCB,依靠软件配置就可以定义每一路BNC是输入口还是输出口。同一套硬件板卡,可以生产不同I/O 配比的整机产品,大幅减少板卡版本,降低研发成本与物料库存压力,尤其适合模块化设备、矩阵机箱类产品。

亮点2:强大自适应电缆均衡,支持长距离同轴传输,自带电缆长度诊断
针对Belden-1694A专业同轴电缆,盖亚REDRIVER 600可以实现优秀的长距离信号补偿:
  • 2.97Gbps(3GSDI):最大均衡120米;
  • 1.485Gbps(HDSDI):最大均衡200米;
  • 270Mbps(SDSDI/DVBASI):最大均衡400米。

芯片内置自适应AEC均衡环路,无需使用软件或硬件专门配置均衡强度。

亮点3:片上集成回波损耗网络,减少外围器件,降低调试难度

SMPTE SDI标准对接口回波损耗有严苛指标,传统方案需要在BNC接口外部搭建LC无源网络,反复调试电感电容参数,才能满足指标,器件多,调试周期长。

盖亚REDRIVER 600内部完整集成回波损耗网络,无需外部LC元器件,芯片本身就可以满足SMPTE回波损耗规范,减少BOM物料数量,压缩PCB布板空间,工程师省去繁琐无源器件调参工作,有效加速产品开发进度。

亮点4:丰富可编程配置,灵活适配各类FPGA平台,完善系统状态检测

1. 接收端LVDS输出可编程:输出共模电压可在1.05V-1.85V配置,差分摆幅 400~800mVpp可调,可以兼容不同IO域的FPGA,支持直流耦合对接;

2. 驱动器压摆率可切换:SD/HD硬件引脚,切换输出边沿速率,分别适配 SD-SDI与3G/HD-SDI的SMPTE标准;

3. 硬件载波检测输出CD:硬件引脚直接输出链路信号检测状态,高电平代表无信号,低电平代表检测到有效SDI信号,给整机提供快速链路状态判断;

4. 多级省电模式:支持自动睡眠,BNC无输入信号时均衡器自动断电;也支持SPI强制休眠,进一步降低整机功耗。

典型应用场景

1. 广播级设备:3G-SDI视频服务器、专业视频编码器、解码器;

2. 模块化板卡与SDI矩阵:可灵活配置输入输出端口的矩阵机箱、接口板卡;

3. 分配放大器DA、转播便携设备;

4. DVB-ASI 270Mbps数字传输设备。

依托深厚的高速信号链研发积淀,牛芯半导体团队具备成熟的国产3G‑SDI可配置I/O芯片自研能力,打造的盖亚REDRIVER 600单芯片方案,凭借一芯双用动态复用、BNC端口自由配置、片上集成回波损耗网络、支持多种速率下不同线缆长度的自适应均衡、可编程灵活适配、超低功耗等多重核心技术优势,精准解决了传统SDI信号链双芯片方案成本高、板卡版本多、硬件设计繁琐、调试周期长、传输稳定性弱的行业痛点。

针对广播、专业视频设备领域的国产化升级需求,牛芯自研技术方案在完整继承行业成熟功能体系的基础上,实现核心技术自主可控,可有效帮助设备厂商精简研发流程、压缩BOM成本、缩短产品上市周期,为国产专业视频设备迭代升级、自主化落地提供可靠的核心技术支撑。

责编: 爱集微
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