数据传输电缆及相关设备的制作方法

1.本技术涉及电子技术领域，尤其涉及一种数据传输电缆及相关设备。


背景技术：

2.移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，mipi)总线是一种用于芯片间通信的数据传输接口技术，目前，mipi总线在终端领域的应用(包括摄像、显示、存储等芯片间的通信)越来越广泛，其中mipi c-phy是一种基于三线三电平编码方式和嵌入式时钟机制的串行接口技术，当前c-phy接口速率达到10.26gbps。mipi总线技术凭借完整的生态产业链，高带宽、低功耗等优异的技术特性将在未来很长一段时间内被广泛地用于终端设备的芯片，并成为索尼sony、三星samsung、高通qualcomm等芯片厂家的主流标准接口。
3.高速mipi信号对链路损耗和电磁干扰有严格要求，如果在传输过程中出现损耗过高、干扰过大的情况，会影响信号传输质量和传输距离，导致信号解码失败。随着mipi c-phy信号速率从7.98gbps提升到10.26gbps，同样长度的mipi总线受到链路损耗和信号干扰的影响大幅增加，需要一种技术来解决mipi总线传输质量差、传输距离短以及与其他信号线相互干扰的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种数据传输电缆及相关设备，用于解决mipi总线传输质量差、传输距离短以及与其他信号线相互干扰的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供一种数据传输线缆，所述数据传输线缆包括：
6.信号线束，所述信号线束包括至少三个信号线，所述至少三个信号线间隔设置并两两构成差分对信号线，所述差分对信号线用于传输差分数据信号；
7.地线，所述地线环绕并包覆所述信号线束设置，所述地线用于传输地信号以及将所述信号线束与其他所述数据传输线缆的所述信号线束隔离；
8.填充介质，所述填充介质设于所述地线内侧除所述信号线之外的空间。
9.可选的，所述地线的横截面为圆环形，所述至少三个信号线的横截面为圆形。
10.可选的，所述至少三个信号线平行设置。
11.可选的，每个信号线的阻抗大于或等于45欧姆，且小于或等于55欧姆。
12.可选的，所述至少三个信号线为三个信号线，三个所述信号线呈旋转对称分布设于所述地线内侧。
13.可选的，所述填充介质为柔性材料，所述柔性材料优选为聚乙烯。
14.可选的，所述数据传输线缆还包括：第一保护层，所述第一保护层包覆所述地线设置。
15.可选的，所述第一保护层为绝缘塑胶材料。
16.第二方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括摄像模块、设备主
板和传输线缆，所述设备主板包括图像处理器，所述传输线缆包括第二保护层和至少两个如第一方面所述的数据传输线缆，所述第二保护层包覆所述数据传输线缆设置；
17.所述摄像模块通过所述至少两个如第一方面所述的数据传输线缆为所述图像处理器传输图像数据。
18.可选的，所述传输线缆还包括工作电压传输电缆、控制信号传输电缆，所述工作电压传输电缆和所述控制信号传输电缆设于所述第二保护层内，其中：
19.所述设备主板通过所述工作电压传输电缆为所述摄像模块提供工作电压；
20.所述设备主板还通过控制信号传输电缆向所述摄像模块传输控制信号。
21.可选的，所述工作电压包括以下至少一种：模拟电压avdd、数字电压dvdd、音圈马达电压vcm_vdd、驱动芯片电压drv_vdd、接口电路电压dovdd。
22.可选的，所述控制信号包括以下至少一种：复位信号rst、时钟信号clk、两线式串行总线i2c。
23.可选的，所述传输线缆的横截面为矩形或圆形。
24.可选的，所述工作电压传输电缆与所述控制信号传输电缆共同设于所述数据传输电缆的一侧，且所述工作电压传输电缆与所述控制信号传输电缆并排设置。
25.可选的，所述工作电压传输电缆与所述控制信号传输电缆分设于所述至少两个数据传输线缆的连线的两侧。
26.可以看出，在本技术实施例中，数据传输线缆包括信号线束、地线和填充介质，信号线束包括的至少三个信号线间隔设置并两两构成差分对信号线，从而可以传输至少三组差分数据信号，实现了长距离的mipi c-phy数据信号传输，提高了信号传输质量；地线环绕并包覆该信号线束设置，在传输地信号的同时，还可以将该信号线束与其他数据传输线缆的信号线束隔离，减少了外部信号线对该数据传输线缆内部信号线之间的干扰；填充介质设于地线内侧除信号线之外的空间，减少了该数据传输线缆内部信号线之间的互相干扰。
27.本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是现有技术提供的一种使用mipi总线传输数据的电子系统示意图；
30.图2是现有技术提供的一种mipi c-phy传输线的结构示意图；
31.图3是现有技术提供的一种用于传输一对高速差分信号的线缆结构示意图；
32.图4(a)是本技术实施例提供的一种数据传输线缆的结构示意图；
33.图4(b)和图4(c)分别是本技术实施例提供的一种数据传输线缆的纵截面和横截面的结构示意图；
34.图4(d)是本技术实施例提供的数据传输线缆与现有技术提供的数据传输线缆的传输线插入损耗对比图；
35.图5(a)是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
36.图5(b)是本技术实施例提供的一种传输线缆的横截面示意图；
37.图5(c)是本技术实施例提供的另一种传输线缆的横截面示意图。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
39.以下分别进行详细说明。
40.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
42.以下，对本技术中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
43.请参阅图1和图2，图1是现有技术提供的一种使用mipi总线传输数据的电子系统示意图，图2是现有技术提供的一种mipi c-phy传输线的结构示意图。如图1所示，该电子系统中集成了摄像模组、显示模组和处理器，由于该电子系统的体积有限，摄像模组、显示模组与处理器之间的距离较近(一般在30cm的范围内)，所以摄像模组、显示模组和处理器之间通常采用如图2所示的pcb走线结构来传输mipi信号，采用三根走线(即a、b、c) 来传输mipi c-phy信号，这种方案对链路损耗、pcb走线间的干扰提出了严格的要求。
44.因此，上述方案存在以下三个缺点：
45.第一，mipi信号受pcb走线损耗影响，传输距离一般在30cm内，无法满足智慧屏、车载、安防等长距离应用场景。
46.第二，mipi高速信号对pcb走线损耗敏感导致信号的传输质量差(如：照片存在条纹等问题)。
47.第三，由于mipi信号传输速率高，其产生的电磁干扰大，也易受其他信号的干扰，影响设备工作的稳定性(如：显示屏花屏)。
48.请参阅图3，图3是现有技术提供的一种用于传输一对高速差分信号的线缆结构示意图，其中信号线p和n组成一对差分信号，gnd为地信号。该线缆通过采用屏蔽包地处理，使得差分信号在长距离传输时能够保证传输质量，传输距离能够超过1米。
49.可以看出，在本方案中，由于信号线p和n只能构成一对差分信号，只能传输一组差分信号，而在用于传输c-phy信号时，需要使用三个该种电缆进行传输，存在冗余线，导致了占用体积较大。
50.为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种数据传输线缆和相关设备，参见下述装置侧实施例。
51.请参阅图4(a)、图4(b)和图4(c)，图4(a)是本技术实施例提供的一种数据传输线缆的结构示意图，图4(b)和图4(c)分别是本技术实施例提供的一种数据传输线缆的纵截面和横截面的结构示意图，所述数据传输线缆100包括：
52.信号线束110，所述信号线束包括至少三个信号线，所述至少三个信号线间隔设置并两两构成差分对信号线，所述差分对信号线用于传输差分数据信号；
53.地线120，所述地线120环绕并包覆所述信号线束110设置，所述地线120用于传输地信号以及将所述信号线束110与其他所述数据传输线缆100的所述信号线束110隔离；
54.填充介质130，所述填充介质130设于所述地线120内侧除所述信号线之外的空间。
55.可以看出，在本技术实施例中，数据传输线缆包括信号线束、地线和填充介质，信号线束包括的至少三个信号线间隔设置并两两构成差分对信号线，从而可以传输至少三组差分数据信号，实现了长距离的mipi c-phy数据信号传输，提高了信号传输质量；地线环绕并包覆该信号线束设置，在传输地信号的同时，还可以将该信号线束与其他数据传输线缆的信号线束隔离，减少了外部信号线对该数据传输线缆内部信号线之间的干扰；填充介质设于地线内侧除信号线之外的空间，减少了该数据传输线缆内部信号线之间的互相干扰。
56.可选的，所述地线120的横截面为圆环形，所述至少三个信号线的横截面为圆形。
57.可选的，所述至少三个信号线的横截面还可以为正方形、长方形、圆弧形，或是其他形状，在此均不做限定。
58.可选的，所述至少三个信号线可以平行设置。
59.可选的，所述至少三个信号线还可以围绕同一轴线螺旋形缠绕设置。
60.其中，平行设置时，至少三个信号线之间的距离可以相等也可以不等，在此不做限定。
61.其中，轴线可以是圆心所在的轴线，也可以是圆内任一点所在的轴线，在此不做限定。
62.可选的，每个信号线的阻抗大于或等于45欧姆，且小于或等于55欧姆。
63.可选的，所述至少三个信号线为三个信号线，三个所述信号线呈旋转对称分布设于所述地线内侧。
64.需要说明的是，若为三个信号线，则旋转对称角度为120
°
；若为四个信号线，则旋转对称角度为90
°
；若为五个信号线，则旋转对称角度为72
°
；依此类推，不再举例说明。
65.可选的，所述填充介质130为柔性材料，所述柔性材料优选为聚乙烯。
66.可选的，所述数据传输线缆100还包括：第一保护层140，所述第一保护层包覆所述地线120设置。
67.可选的，所述第一保护层140为绝缘塑胶材料。
68.请参见图4(d)，图4(d)是本技术实施例提供的数据传输线缆与现有技术提供的数据传输线缆的传输线插入损耗对比图。其中本技术实施例提供的数据传输线缆与现有技术提供的数据传输线缆均为1.2m。从图4(d)可以看出，在使用相同传输介质的情况下，本技术实施例提供的数据传输线缆的传输线插入损耗要低于现有技术提供的数据传输线缆的传输线插入损耗。其中，在1ghz频率处，本技术实施例提供的数据传输线缆的传输线插入损耗
降低了8.559db。因此，本技术实施例提供的数据传输线缆能够改善mipi信号的传输质量，提高 mipi信号的传输距离。
69.请参阅图5(a)，图5(a)是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，应用于移动终端、智慧屏、车载终端、安防终端等，所述电子设备200包括摄像模块210、设备主板220和传输线缆230，所述设备主板220包括图像处理器221，所述传输线缆230包括第二保护层231和至少两个如上述的数据传输线缆100，所述第二保护层231包覆所述数据传输线缆100设置；
70.所述摄像模块210通过所述至少两个如上述的数据传输线缆100为所述图像处理器221 传输图像数据。
71.可以看出，在本技术实施例中，摄像模块、设备主板之间能够传输多组不同类型的信号，并且通过屏蔽保护降低不同信号线之间的干扰以及通过传输线阻抗匹配降低链路损耗，从而实现高速信号的长距离传输。
72.可选的，所述传输线缆230还包括工作电压传输电缆232、控制信号传输电缆233，所述工作电压传输电缆232和所述控制信号传输电缆233设于所述第二保护层231内，其中：
73.所述设备主板220通过所述工作电压传输电缆232为所述摄像模块210提供工作电压；
74.所述设备主板220还通过所述控制信号传输电缆233向所述摄像模块210传输控制信号。
75.可选的，所述工作电压包括以下至少一种：模拟电压avdd、数字电压dvdd、音圈马达电压vcm_vdd、驱动芯片电压drv_vdd、接口电路电压dovdd。
76.其中，avdd为摄像模块工作所需的模拟电压，dvdd为图像传感器工作所需的数字电压，vcm_vdd为音圈马达工作所需的电压，drv_vdd为驱动芯片工作所需的电压，dovdd 为数据输入输出模块工作所需的数字电压。
77.可选的，所述控制信号包括以下至少一种：复位信号rst、时钟信号clk、两线式串行总线(inter－integrated circuit，i2c)。
78.其中，rst是reset的简写，reset信号一般用于有度cpu的电路问中，是复位、初始化的意思，在开机时要用reset信号使电路初始化，电路工作状态出现异常死机时也要用 reset信号使之重新启动。
79.其中，clk是clock的简写，是提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。
80.其中，i2c由philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。i2c包括串行数据(sda)和串行时钟(scl)。
81.可选的，所述传输线缆230的横截面为矩形或圆形。
82.可选的，所述工作电压传输电缆232与所述控制信号传输电缆233共同设于所述数据传输电缆100的一侧，且所述工作电压传输电缆232与所述控制信号传输电缆233并排设置。
83.请参见图5(b)，图5(b)是本技术实施例提供的一种传输线缆的横截面示意图。在图 5(b)中，工作电压传输电缆与控制信号传输电缆共同设于数据传输电缆的一侧，且工作
电压传输电缆与所述控制信号传输电缆并排设置，工作电压传输电缆avdd、dvdd、 vcm_vdd、drv_vdd、dovdd，与控制信号传输电缆rst、clk、scl、sdl组成矩形阵列并排设置。
84.可选的，所述工作电压传输电缆232与所述控制信号传输电缆233分设于所述至少两个数据传输线缆100的连线的两侧。
85.请参见图5(c)，图5(c)是本技术实施例提供的另一种传输线缆的横截面示意图。在图5(c)中，工作电压传输电缆与控制信号传输电缆分设于两个数据传输线缆的连线的两侧，两个数据传输线缆相对设置，工作电压传输电缆avdd、dvdd、vcm_vdd、drv_vdd、 dovdd，与控制信号传输电缆rst、clk、scl、sdl相对设置。
86.以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。