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NEUER, REVOLUTIONÄRER, SDI VIDEO KABEL-TREIBER VON MINDSPEED

01.03.2009

MINDSPEED kündigt die Verfügbarkeit des M21528 an, dem ersten industrieweiten, zweifach Kabel-Treiber. Dieser hochintegrierte Baustein ermöglicht ein SMPTE-kompatibles SDI- (Serial Digital Interface) Ausgangssignal und dies nur bei einem Drittel des Stromverbrauches, der bisher am Markt verfügbaren Lösungen, bei gleichzeitiger Halbierung des Platzverbrauches auf der Leiterplatte und Reduzierung der Designkomplexität.

Serial Digital Interface (SDI), ist in der Video Broadcast Industrie die gebräuchliche Methode zur Verbindung einzelner Komponenten. Die Schnittstelle wurde durch die Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) standardisiert. Der Standard definiert wie ein digitales Videosignal über ein 75? Koaxkabel übertragen wird. Es gibt hauptsächlich drei verschiedene Videosignalvarianten: SD-SDI Video, auch bekannt als Standard Definition Video, HD-SDI Video, entsprechend High Definition Video, und das ganz neue 3G-SDI Video. Der 3G-SDI Standard wurde eingeführt um den Transport von hochauflösendem und mit hoher Bildfrequenz behaftetem Videosignal zu ermöglichen. 3G-SDI wird auch als Full-HD Video bezeichnet.

Ein SDI-Vdeosystem besteht neben anderen Komponenten aus vier Kernelementen: Cable Equalizer (EQ), Reclocker, Cable Driver (CD), und Crosspoint Switch. Cable Equalizer werden benötigt um die Verluste auszugleichen, die ein Signal erfährt, wenn es über ein Kabel übertragen wird. Sogenannte Crosspoint Switches schalten das Signal von einem Eingangsport auf verschiedene Ausgangsschnittstellen. Video Reclocker (CDR) setzt man ein, um den Jitter auf dem Signal zu entfernen, bevor das Signal auf das Kabel gesendet wird. Cable Driver verstärken das Signal und bilden die Ausgangsschnittstelle zum Kabel.

Der Cable Driver stellt eine kritische Komponente in dem System dar, da seine Ausgänge direkt mit dem Kabel verbunden sind und er alle Anforderungen der SMPTE an die physikalischen Parameter der Schnittstelle erfüllen muss. Der ideale Kabel-Treiber darf dem Signal nur extrem wenig Jitter hinzufügen, muss zudem einen 800mV Single-Ended Output Swing haben, und muss auch die Anforderungen bezüglich der Anstiegs- und Abfallzeit und damit der Flankensteilheit für alle drei Videodatenraten erfüllen. Der M21528 von MINDSPEED ist ein solcher Cable Driver.

Er hat einen sehr niedrigen Stromverbrauch und vereint zwei Kabel-Treiber in einem Gehäuse, wobei er alle Spezifikationen der SMPTE erfüllt und damit für die Übertragung von digitalen Video Signalen bei Datenraten von 3G/HD/SD-SDI geeignet ist. Der Baustein kann 2 Ausgangssignale auf 75? Koaxkabel treiben und das bei Datenraten von 143Mbit/s bis zu 2,97Gbit/s. Der M21528 liefert ein Ausgangssignal mit einem Jitter von weniger als 20 Picosekunden Peak-to-Peak bei einer Datenrate von 2,97Gbit/s. Der Zweifach-Kabeltreiber beinhaltet auch einen 2x2 Eingangs- Crosspoint Switch und integrierte Ein- und Ausgangsabschlüsse.

Im Broadcast Markt ist ein eindeutiger Trend zu spüren, hin zu größeren Systemen mit mehr SDI Ports. Häufig kann die Systemgröße nicht mit dem Anwachsen der Schnittstellenanzahl Schritt halten und gibt dem Entwickler Rätsel auf, wie man mehr Ports auf gleichem Raum unterbringen soll.

Der Zweifach-Kabeltreiber von MINDSPEED ist die ideale Lösung für dieses Problem. Nicht nur, dass der M21528 hilft, einen SMPTE kompatiblen SDI-Port in einem Bruchteil des Platzes früherer Systeme unterzubringen; er reduziert auch noch zusätzlich den Platzverbrauch durch seinen integrierten Crosspoint Switch und durch die integrierten Ein- und Ausgangsabschlüsse werden weitere, sonst notwendige, externe Komponenten und damit Platz eingespart.

Zusätzlich zu den Herausforderungen im Bereich Platzbedarf sind die Entwickler eines Broadcast Systems häufig mit den Problemen hoher Verlustleistung und damit einhergehender, notwendiger Wärmeableitung konfrontiert. Darüber hinaus treibt der aktuelle Trend nach Energie- und CO2-Einsparung den Bedarf an Systemen voran, die weniger Energie verbrauchen. MINDSPEED´s Zweifach-Kabeltreiber ist der erste seiner Art, welcher in einem "Deep Sub-Micron CMOS Prozess" gefertigt wird und dies wiederum ermöglicht dem Entwickler noch nie dagewesene Energieeinsparungen. Tatsächlich verbraucht der M21528 nur ein Drittel der Leistung pro Kanal, verglichen mit anderen, heute am Markt erhältlichen Lösungen.

Die Entwicklung der ersten Generation von 3G-SDI-fähigen Systemen zeigte, dass man beim Design sehr viel mehr Wert auf die Signalintegrität legen musste, als es noch bei HD-SDI-Systemen notwendig war. Um die volle Systemleistung bei den gestiegenen Datenraten zu erreichen, mussten viele Entwickler das System anders aufbauen und zusätzliche Komponenten hinzufügen, um die über das Board verteilten Signalverluste ausgleichen zu können. Die zusätzlichen externen Komponenten wiederum haben sowohl die Komplexität als auch die Kosten der Systeme erhöht und den Bedarf an kostbarem Leiterplattenplatz gesteigert. Der M21528 hilft dem Entwickler die erhöhte Komplexität und damit Kosten zu vermeiden, da er eine Input Equalization für bis zu 40Zoll Bahnlänge auf einer FR4 Leiterplatte und zusätzlich zwei Steckverbindungen bietet.



Mit der Entwicklung des M21528 Bausteins bemühte sich MINDSPEED viele der Probleme im Design von Broadcast Systemen zu lösen und war erfolgreich. MINDSPEED bietet in diesem Zusammenhang ebenfalls Lösungen im Bereich der Reclocker und Cable Equalizer an und ist führend im Bereich der Crosspoint Switches.



A11

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Abb.1: Blockdiagramm eines typischen Video Routing Switchers
Abb.2: Blockschaltbild des M21528 von MINDSPEED

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