V-by-One是一种新近兴起串口通信标准,该标准开发的主要目的是为了替代VESA标准的LVDS技术,其主要优势包括:能够满足最高4Gbps的带宽传输(有效传输率3.2Gbps);不带时钟传输;可以传输3D格式视频和网络电视;支持4K分辨率,纵横比为21:9等。随着4K智能电视时代的来临,V-by-One技术凭借其特有优势必将取得更加广泛推广和应用,因此在电视中如何用V-by-One技术实现视频传输将会是一个新的研究热点。在以上背景下,本文基于4K 60Hz视频传输的设计目标,在充分研究V-by-One协议基础上,提出一种支持4K 60Hz视频传输的V-by-One数字发送器电路的8通道传输方案。该方案基于模块复用思想,将发送器分为对称的两个块,设计时只需考虑实现一个块的4通道传输。与一般8通道传输方案相比,本文方案降低了发送器的控制难度和时钟需求,且后续可以很方便的进行通道拓展来支持更高帧率的4K视频传输。本文研究并实现了以下规格的V-by-One数字发送器电路设计:支持YCbCr444/422、RGB等颜色格式;支持6/8/10/12bit等色彩深度;支持1/2/4/8的可配置传输通道数;输出链路顺序可控;最高工作频率400 MHz;满足V-by-One1.4协议。本文设计8B10B编码器时,在分析传统查找表电路实现方案基础上,基于协议规定的编码需求,研究并提出一种新的编码电路实现方案。相比传统方案,本文方案使用逻辑运算结合查找表方式来编码,所需码表存储大小从272 bit减小为44bit,降低了83.8%。本文方案对D码和K码统一处理,简化了RD控制结构。本文对实现的发送器电路,根据设计规格作了充分的测试点分解并搭建验证平台进行了功能验证。具体功能验证时,本文针对各个功能模块和发送器整体的仿真结果作了详细分析,同时统计验证代码覆盖率为98.3%,保证了验证工作的正确性和完备性。本文选用Cyclone III系列的EP3C16F484C6器件,在Quartus II13.0平台上对发送器进行了FPGA综合和时序分析,其结果表明发送器电路在400 MHz最大目标工作频率下时序可收敛,从而证明本文设计发送器可以满足4K 60Hz视频传输目标。