《电子技术应用》
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LVDS链路误码测试与动态优化方法研究
电子技术应用
汪艇,庞傲
中国电子科技集团公司第五十八研究所
摘要: 随着航天器技术的快速发展,飞机吊舱工作环境日益复杂,对图像传输链路的可靠性提出了更高要求。为解决图像传输链路中的误码问题,提出了一种基于FPGA的LVDS隔离误码测试系统。该系统创新性地设计了新型递增码编码方式(通过逐位递增的码型设计增强误码检测的敏感性)和动态训练机制(基于误码率反馈的自适应训练策略优化信号均衡参数),并实现了相应的硬件和软件系统。实验结果表明,该系统在多种典型恶劣工况下均表现出优异的误码检测性能。通过提取测试数据中的误码时间序列特征,结合动态模型在线学习机制更新权重,误码预测精度误差降低了62.5%,有效验证了系统的实用性和可靠性。与现有主流误码测试方法相比,本系统不仅能够实现飞机吊舱图像采集传输链路的误码检测与定位,还支持动态优化,为复杂环境下的高可靠性图像传输提供了新的解决方案。
中图分类号:TN919.3 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256418
中文引用格式: 汪艇,庞傲. LVDS链路误码测试与动态优化方法研究[J]. 电子技术应用,2025,51(7):29-35.
英文引用格式: Wang Ting,Pang Ao. Research on LVDS link bit error testing and dynamic optimization methods[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(7):29-35.
Research on LVDS link bit error testing and dynamic optimization methods
Wang Ting,Pang Ao
The 58th Research Institute of China Electronics Technology Group
Abstract: With the rapid development of spacecraft and the increasingly complex working environment of aircraft pods, in order to solve the problem of bit error in the image transmission link, an FPGA-based LVDS isolated bit error test system was proposed. Compared with the limitations of the current mainstream test error methods, a new incremental code coding method and a dynamic training mechanism are designed to realize the functions of bit error detection, positioning and optimization of the image acquisition and transmission link of the aircraft pod. Experiments show that the system has good bit error detection performance under different typical harsh working conditions, and by extracting the time series characteristics of bit errors in the test data, the designed dynamic model online learning mechanism updates the weight, which significantly improves the accuracy of bit error prediction and verifies the effectiveness and practicability of the system.
Key words : LVDS link;bit error test;increment coding;dynamic forecasting mechanism

引言

随着现代航空任务对实时侦察、监控和高效信息传输需求的不断提升,飞机吊舱已成为执行任务的核心设备之一,承担着对图像信号进行实时、高速、准确的采集与传输的重任[1]。尤其是在执行高速飞行或复杂任务时,吊舱图像信号的传输质量直接影响任务的完成效率与精准度。因此,可靠、高速的信号传输技术成为现代航空领域的重要研究方向。LVDS(Low Voltage Differential Signaling)技术凭借其低功耗、低噪声、高抗干扰性和高速率等优势[2],广泛应用于飞机吊舱的高清视频信号传输。然而,在实际应用中,复杂的飞行环境,如强电磁干扰、高温、高湿、振动等恶劣环境,容易导致LVDS链路传输信号数据时出现异常[3],使得数据丢失或错误,影响信号传输的完整性和实时性,进而可能引发任务中断或误判,甚至威胁飞行安全。

近年来,针对如何提高LVDS可靠性传输,许多研究方案被提出。文献[4-5]提出一种LVDS长线传输和新型8B/10B编解码方式,可实现240 m长距离稳定传输,但其采用的LVDS串行器仅支持10位编码,此种编码方式不能定位丢包或误码位置。文献[6]提出一种CRC+ECC双校验方案,可在实现高速长距离传输时为数据提供少错纠正、多错重传的保障,降低带宽消耗。文献[7]采用FPGA生成伪随机码m序列,通过对比发送模块和接收模块接收的数据来实现简易误码测试系统。文献[8]为让信号的共模电压受到上冲或下冲的干扰时能够在较短时间内恢复,设计了一种LVDS信号交流耦合传输技术,提高了图像采集设备的抗干扰能力。文献[9-11]对LVDS传输可靠性进行了优化设计。

然而,当前主流的编码方式较为单一,难以涵盖所有数据类型,且传统误码测试系统通常仅具备静态检测功能,无法在动态工况下对误码率进行预判与优化。针对这些问题,本文提出一种能够遍历所有数据的新型递增码编码方式,并在发生误码时避免对后续误码判断的影响,从而实现实时检测并记录链路中的误码。通过多种恶劣工况下的实验,提取实验数据中误码的时间序列特征[12],设计了动态训练与在线学习机制[13],定期更新模型权重。实验结果表明,与静态训练模型相比,动态训练模型能够显著降低预测精度的误差,为复杂环境下的高可靠性图像传输提供了新的解决方案。


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作者信息:

汪艇,庞傲

(中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡 214100)


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