FPV光通信模块设计建议
作者：Robin 浏览： 发表时间：2026-04-20 14:29:57 来源：AGM
FPV光通信模块设计需以高带宽、低延迟、强抗干扰为核心目标，结合模块化与轻量化实现多场景适配。
海振远科技的国产AG32系列MCU+FPGA异构方案，其内置2K逻辑单元，可***处理CVBS视频信号与TTL/UART控制信号的并行编码与解码 。该架构具备：
•高性能实时处理能力
•灵活可编程性，支持定制接口与协议
•降低BOM成本与PCB面积占用
AG32实现FPV光通信模块性能提升与成本降低的详细方案，我们可以提供PCBA总体解决方案，帮助客户将产品快速推向市场。
一、核心问题与解决方案
传统方案的痛点：
传统光端机设计采用“CPLD + 串化器 + 解串器”的复杂外围电路架构。该方案存在元件多、布局复杂、PCB占用空间大、成本高以及性能提升受限等问题。
创新解决方案：
采用 “AG32（内置2K CPLD的MCU） + MS21112S（差分接收芯片）” 的极简双芯片架构，配合一个差分发送电阻网络，替代传统方案中的多个核心器件，从而在简化设计的同时，实现性能与成本的双重优化。
二、性能提升15%以上的实现路径
1、更强的处理能力：
•AG32芯片内置了2K CPLD逻辑资源，相比传统外挂的小容量CPLD，其逻辑门资源更丰富，能够支持更复杂的信号处理逻辑和接口扩展需求。
•集成式设计：将MCU（微控制器）和CPLD（可编程逻辑）集成在单一芯片内，消除了芯片间通信的延迟，提升了信号处理效率和系统响应速度，确保了在150Mbps高速率下的稳定收发。
2、更高的系统稳定性：
•元件数量的大幅减少直接降低了信号路径上的干扰和故障点，简化了PCB布局，有助于提升信号完整性和系统整体可靠性。
三、成本降低30%以上的具体措施
1、硬件成本直接削减：
•核心器件数量减少30%-40%：省去了独立的串化器、解串器以及外挂的CPLD芯片。
•物料清单（BOM）简化：仅需AG32、MS21112S及电阻网络等少数核心器件，直接降低了采购成本。
2、设计与生产成本间接降低：
•PCB设计简化：元件减少使得电路布局（Layout）更简洁，降低了设计难度和时间成本。同时，可以减少PCB的板层数和面积需求。
•生产效率提升：焊接和组装的器件减少，降低了生产工序的复杂度和潜在的不良率，从而降低了制造与后期维护成本。
四、方案配套产品规格
该方案对应的具体产品为FPV视频数据光纤传输模块，其关键参数如下：
•传输功能：单根光纤同时传输 1路CVBS/PAL/NTSC视频信号 和 1路TTL控制信号（支持SBUS/CRSF协议）。
•视频参数：
带宽：6.25MHz
信噪比：>67dB
•控制信号参数：带宽0-500Kbps。
•传输距离：支持单模 60KM、80KM、100KM（不同距离对应不同光波长）。
•电源：宽压输入 DC 5-25V。
•工作温度：-25℃ 至 75℃。
•物理尺寸：49mm × 29mm × 12mm（天空端与地面端重量均为16g）。
五、提供的技术支持与资源
为助力方案快速落地，官方提供了***的支持：
1、参考设计与源代码：提供了包括AHB通信模块（Verilog代码示例已包含在文档中）、时钟恢复IP、串行化器等硬件和FPGA逻辑的参考设计，开发者可直接用于项目开发。
2、灵活的芯片选项：AG32提供32/48/64/100引脚等多种封装，可灵活适配从紧凑型到多接口设备的不同设计需求。
3、***服务：提供从芯片选型、技术资料、方案定制、程序移植、产品开发到量产供货与价格支持的完整链条服务。
六、总结
综上所述，通过采用 AG32+MS21112S 的创新型集成方案，成功实现了：
•性能提升：凭借内置丰富CPLD资源与片上集成优势，提升了处理能力和系统稳定性。
•成本降低：通过大幅减少核心器件数量，从硬件采购、PCB设计到生产组装全链条降低成本。
•设计灵活：MCU+CPLD的架构兼具控制与灵活扩展能力，配合多种封装，适配性广泛。
此方案为FPV光通信模块提供了一条高性能、低成本、易开发的明确技术路径。
七、附录：参考代码
以下分享部分参考设计代码，如需要了解更多设计内容，欢迎联系我们。
1. AHB通信的模块参考代码
//------hizyuan 2025.9 -------------------
module ahb2reg #(parameter READ_WAIT = 0)(
input ahb_clock,
input ahb_resetn,
input [1:0] ahb_htrans,
input ahb_hready,
input ahb_hwrite,
input [31:0] ahb_haddr,
input [2:0] ahb_hsize,
input [2:0] ahb_hburst,
input [31:0] ahb_hwdata,
output reg ahb_hreadyout,
output ahb_hresp,
output reg [31:0] ahb_hrdata,
output [31:0] reg_addr,
output reg_write,
output [31:0] reg_wrdata,
output reg_read,
input [31:0] reg_rddata
);
assign ahb_hresp = 1'b0;
reg [31:0] haddr_reg;
reg hwrite_reg;
reg ahb_data_phase;
reg [$clog2(READ_WAIT+1)-1:0] read_counter;
wire ahb_sel = ahb_htrans[1] && ahb_hreadyout;
wire ahb_write = ahb_data_phase && !ahb_hreadyout && hwrite_reg;
wire ahb_read = ahb_data_phase && !ahb_hreadyout && !hwrite_reg && read_counter == 0;
always @(posedge ahb_clock or negedge ahb_resetn) begin
if (!ahb_resetn) begin
haddr_reg <= 32'h0;
hwrite_reg <= 1'b0;
end else if (ahb_sel) begin
haddr_reg <= ahb_haddr;
hwrite_reg <= ahb_hwrite;
end
end
always @(posedge ahb_clock or negedge ahb_resetn) begin
if (!ahb_resetn) begin
ahb_data_phase <= 1'b0;
end else if (ahb_hreadyout) begin
ahb_data_phase <= ahb_htrans[1];
end
end
always @(posedge ahb_clock or negedge ahb_resetn) begin
if (!ahb_resetn) begin
ahb_hreadyout <= 1'b1;
end else if (ahb_sel) begin
ahb_hreadyout <= 1'b0;
end else if (!ahb_read || read_counter == READ_WAIT)begin
ahb_hreadyout <= 1'b1;
end
end
always @(posedge ahb_clock or negedge ahb_resetn) begin
if (!ahb_resetn) begin
read_counter <= 0;
end else if (!ahb_read) begin
read_counter <= 0;
end else begin
read_counter <= read_counter + 1;
end
end
always @ (posedge ahb_clock or negedge ahb_resetn) begin
if (!ahb_resetn) begin
ahb_hrdata <= 32'h0;
end else if (ahb_read || read_counter > 0) begin
ahb_hrdata <= reg_rddata;
end
end
assign reg_addr = haddr_reg;
assign reg_write = ahb_write;
assign reg_wrdata = ahb_hwdata;
assign reg_read = ahb_read;
endmodule
2、以下是clk_recovery_ip.v模块的部分代码：
3、以下是serializer.v模块的部分代码：
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