同步信號

同步信號就是給需要同步處理信息的機器設備提供相同時間參考的信號。如所有電視轉播，手機通訊等，同步信號可以是一個開關信號，也可以是一個連續脈衝。一般地，我們生活中的GPS定位和手機通訊都是以GPS信號中提取的標準10MHZ信號經處理後作為標準同步源。

所謂源同步信號，即傳輸待接收的數據和時鐘信號均由發送方產生。FPGA應用中，常常需要產生一些源同步接口信號傳輸給外設芯片，這對FPGA內部產生時鐘或數據的邏輯和時序都有較嚴格的要求。而對於一些FPGA採集信號的應用中，常常也有時鐘和數據均來自外設芯片的情況，此時對數據和時鐘的採集也同樣需要關注FPGA內部的邏輯和時序。當然，無論何種情況，目的只有一個，保證信號穩定可靠地被傳送或接收。

同步信號是指在同一載體內同時發出的多個信號源，使接收者能收到更多或更好的信息。同步信號應包含行同步信號、場同步信號和色同步信號（彩色負載波）三種。

當信號轉為數字信號時，模擬波形變為0、1碼，這樣計算機數據通信的方法將被借鑑。例如誤碼檢測方面，數字電視信號中也加入CRC碼等等。在同步方面，我們也會看到位元同步、羣同步、網同步等數據通信中應用的同步方式。

串行數字接口SDI是現階段的通用數字接口，在很大程度上已經取代了模擬視頻接口。因為它是無壓縮格式，既無損耗，也很少需要維護。SDI接口內傳輸碼流為270Mb/s的D1格式串行數字分量信號。下面簡要分析D1信號。D1格式分別在Y、B-Y、R-Y上取樣和量化，進行A/D，取樣時鐘折衷為27MHz，其中Y為13.5MHz，B-Y、R-Y都為6.75MHz；量化比特為10b。D1格式的並行輸出碼流為27Mb/s。當並行轉為串行輸出時，移位寄存器的時鐘頻率是A/D時鐘頻率的10倍，27×10=270MHz，D1格式的串行輸出碼流則為270Mb/s。DI格式的串行輸出被命名為串行數字分量。D1信號包括三種信號是：視頻信號、定時基準信號、輔助信號。

D1格式對定時基準信號處理中，考慮到每一行都存在300mV的行同步信號，不管在活動圖像或標準測試信號中都是冗餘部分，所以沒必要每次取樣和量化，可僅以“0～3”這4個碼字來表示有效掃描開始，稱之為“有效視頻起始標誌”（Start of Active Video,SAV）。同樣，用第“1020～1023”這4個碼字來表示有效掃描結束，稱之為“有效視頻結束標誌”（End of Active Video,EAV），“SAV”與“EAV”將起到同步信號的作用。

“SAV”與“EAV”作為D1格式信號的定時基準信號，各種數字設備，如D/A可方便地利用“SAV”與“EAV”同步數字視頻信號。由於其只佔8個取樣字，將騰出很大空間放置其它輔助數據。這麼做有一個更大好處，可將原應用於同步的約30%的取樣點增加用於信號電平上。也就是説原應該用約1000個取樣點取峯峯1V，現可全用在0～700mV的信號電平上，既加大了取樣密度，又提高了取樣精度。但也因為在消隱期加入了輔助數據，而有些設備在信號的轉換過程中，是要去掉消隱信號的，所以有可能造成信號的損失，應予注意。每個定時基準信號由4個字的序列組成，格式如下：3FF 000 000 XYZ (數值以16進製表示,3FF 000留供定時基準信號用)。頭3個字是固定前綴，第4個字包含定義第二場標識、場消隱狀態和行消隱狀態的信息。定時基準信號內的比特分配列於表1。

F=0/1 第l/2場時, V=0/1 其它處/場消隱時 。H=0/1 有效視頻開始處(SAV)/有效視頻結束處(EAV)

P0，P1，P2，P3：保護比特(見表2)。MSB：最高有效比特 表l規定了V和F比特的狀態。 P0，P1，P2，P3比特的狀態決定於F，V比特的狀態，見表2。在接收機中，這種安排容許糾正l 比特誤碼和檢出2比特誤碼。這也代表了一種設計思想，同步與糾錯都是為了信號的高質量傳輸，同步兼顧糾錯，糾錯也必反應同步。

另外，通過以上分析，SDI串行數字接口並不是一個真正的數字接口。因為它是模擬信號經A/D轉換得來的，所有的水平和垂直頻率及消隱期依舊存在，且定時是模擬的。它算是使用數字來傳輸有效行波形的受高度限制的模擬接口，是數模兼容時代的一種選擇，它的同步必然與模擬信號有很多聯繫。 ^[1]