CN102420965A - 实时高清视频接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实时高清视频接收装置。本发明包括视频接口、数据输入转换模块、数据处理模块、数据存储模块、以太网接口模块、中央控制模块，视频信号经视频源接口输入到数据输入转换模块，通过数据输入转换模块编码将此信号转换为相应的视频数据，数据处理模块根据中央控制模块的不同指令，对数据进行加工处理，数据存储模块用来存储处理后的视频数据，以网接口模块通过交换机与PC连接。本发明支持全高清视频的传输；可以根据视频处理需求，对视频数据进行预处理。

Description

实时高清视频接收装置
技术领域
本发明属电子技术领域，具体涉及一种实时高清视频接收装置。
背景技术
视频接收器，是目前视频处理系统的设计、研发生产中不可缺少的部分。按信号输入接口的不同可分为，S端子（S-Video）、分量视频接口（3RCA）、BNC接口、RCN接口、VGA接口，DVI接口，HDMI接口。其中DVI接口传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼真，更能满足高清信号传输的需求。
现有的接收器由于受速度和容量的限制，一般都不支持全高清视频的接收，并且只具有视频数据的接收的功能，不能根据视频输入输出要求进行相应的预处理。而他们所有的处理工作都需要把数据送的视频矩阵产品中进行，这样就使其传输速度受到制约。造成视频显示时的延时，清晰度受损，甚至无法正常显示。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实时高清视频接收装置。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案：
一种实时高清视频接收装置，其特殊之处在于：包括视频接口、数据输入转换模块、数据处理模块、数据存储模块、以太网接口模块、中央控制模块，视频信号经视频源接口输入到数据输入转换模块，通过数据输入转换模块编码将此信号转换为相应的视频数据，数据处理模块根据中央控制模块的不同指令，对数据进行加工处理，数据存储模块用来存储处理后的视频数据，以网接口模块通过交换机与PC连接。
上述的数据存储模块包括输入数据缓存单元、数据缓冲存储单元、输出数据缓存单元，数据存储模块由输入数据缓存单元、数据缓冲存储单元、输出数据缓存单元依次连接构成。
上述的中央控制模块和数据存储模块的输入数据缓存单元、输出数据缓存单元的电路芯片为Xilinx公司Spartan6系列的xc6slx45。
上述的中央控制模块采用基于FPGA的嵌入式系统Microblaze。
上述的数据缓冲存储单元电路芯片为MT47H64M16HR。
上述的以太网接口模块的电路芯片为88E1111。
上述的视频源接口为DVI接口。
上述的数据输入转换模块的电路芯片为TFP401。
上述的视频源接口为HDMI接口。
上述的数据输入转换模块的电路芯片为TMDS141。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1. 支持全高清（1080p）视频的传输；
2. 可以根据视频处理需求，对视频数据进行预处理。
3. 可以任意指定输出节点。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的数据存储模块电路原理图；
      图3为本发明的以太网模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细说明：
参见图1，本发明的实时高清视频接收装置，用于将视频源的串行输入信号转换为并行数据，根据PC机发给中央控制模块的控制消息，对数据进行处理变换，然后存储并发送到交换机。其具体包括数据输入转换模块，数据处理模块，数据存储模块，以太网接口模块，中央控制模块，视频信号经视频接口输入到数据输入转换模块，通过数据输入转换模块编码将此信号转换为相应的视频数据。数据处理模块根据中央控制模块的不同指令，对数据进行加工处理。数据存储模块用来存储处理后的视频数据。以太网接口模块负责本装置与PC之间的通信以及本装置与其它输出节点之间的视频数据传送。
参见图2，数据存储模块包括输入数据缓冲模块，数据缓冲存储模块，输出数据缓冲模块，数据缓冲存储模块采用DDR2实现，其工作频率与像素时钟频率不同，因些在输入转换模块与数据缓冲存储模块之间要加入输入数据缓冲模块来保证数据的完整性。数据缓冲存储模块是整个设计的关键。数据的存储缓冲是信号处理中通常会遇到的问题。视频信号的缓冲，由于其数据量大，使得对存储器的容量和速度都提出了比较高的要求。当系统工作在1 600×1 20060 Hz的最大分辨率时，存储一帧数据所需的容量是d0=1 600×1 200×3 B=5.49 MB，此时的数据率为d=d0×60=329.59 MB/s，这要求存储器具有大容量和足够快的速度。采用DDR2的乒乓操作既可以满足视频数据大容量的要求，又能满足速度上的要求，是一种较好的方案。
参见图3，以太网接口模块，它是整个装置的通信接口，实现装置与PC机控制消息的交互，也是是系统的数据传输接口，实现装置与其它视频节点之间的视频数据的传输。以太网接口模块采用的PHY芯片为88E1111，使用全双工工作模式，自适应传输速度，支持最高1G的传输速度。
中央控制模块采用基于FPGA的嵌入式系统Microblaze，主要负责各模块配置，控制各模块工作状态，上位机控制消息的分析，控制数据处理方法，数据传送方向，发送本机工作状态，系统上电后，中央控制器首先完成对DDR2、以太网控制器，以及其他外设的配置。然后等待上位机消息。当收到上位机控制消息时，中央控制器会对控制消息进行分析，确定视频输入个数与位置、视频处理方式以及视频输出个数与位置，再根据分析的结果，设置相应模块的工作方式。
上述的中央控制模块和数据存储模块的输入数据缓存单元、输出数据缓存单元的电路芯片为Xilinx公司Spartan6系列的xc6slx45。
上述的中央控制模块采用基于FPGA的嵌入式系统Microblaze。
实施例1：当视频源接口为DVI接口时
上述的数据输入转换模块的电路芯片为TFP401；数据输入转换模块，它是整个系统的数据来源，用来将4路串行信号转换为24位并行数据，实现时间上的缓冲，使用的芯片为TFP401，该芯片支持最高165 MHz的像素时钟，即对应1 600×1 20060 Hz的分辨率。频数据输入转换模块一方面根据同步信号采集视频数据；另一方面要根据输入信号生成输出信号，包括行同步(HSYNC)、场同步(VSYNC)、数据有效信号(DE)等。以输入视频信号1 280×1 02460Hz为例，根据VESA(Video Electronics Standards Association)标准，此时像素时钟fp=108 MHz，每一行信号期间，当DE信号为高电平时，数据有效。于是可以在检测到DE信号的上升沿后开始采集数据，而在DE转为低电平后停止数据的采集。采集的数据将写入数据存储模块。
实施例2：当视频源接口为HDMI接口时。
上述的数据输入转换模块的电路芯片为TMDS141；数据输入转换模块是整个系统的数据来源，它将视频信号经过编码转换为视频数据，数据输入转换模块使用的芯片为TMDS141，该芯片支持2.5Gbps的信号传输率，支持1080P的分辨率。视频数据传输期，HDMI数据线上传送视频像素信号，视频信号经过编码，生成3路（即3个TMDS数据信息通道，每路8位）共24位的视频数据流，输入到 HDMI发射器中。24位像素的视频信号通过最小化传输差分信号通道传输，将每通道8位的信号编码转换为10位，在每个10位像素时钟周期传送一个最小化的信号序列，视频信号被调制为最小化传输差分的数据信号传送出去，最后到接受器中接收。接收的数据将写入数据存储模块。

Claims (10)

1.一种实时高清视频接收装置，其特征在于：包括视频接口、数据输入转换模块、数据处理模块、数据存储模块、以太网接口模块、中央控制模块，视频信号经视频源接口输入到数据输入转换模块，通过数据输入转换模块编码将此信号转换为相应的视频数据，数据处理模块根据中央控制模块的不同指令，对数据进行加工处理，数据存储模块用来存储处理后的视频数据，以网接口模块通过交换机与PC连接。
2.根据权利要求1所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的数据存储模块包括输入数据缓存单元、数据缓冲存储单元、输出数据缓存单元，数据存储模块由输入数据缓存单元、数据缓冲存储单元、输出数据缓存单元依次连接构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的中央控制模块和数据存储模块的输入数据缓存单元、输出数据缓存单元的电路芯片为Xilinx公司Spartan6系列的xc6slx45。
4.根据权利要求1或2所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的中央控制模块采用基于FPGA的嵌入式系统Microblaze。
5.根据权利要求1或2所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的数据缓冲存储单元电路芯片为MT47H64M16HR。
6.根据权利要求1或2所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的以太网接口模块的电路芯片为88E1111。
7.根据权利要求1或2所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的视频源接口为DVI接口。
8.根据权利要求7所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的数据输入转换模块的电路芯片为TFP401。
9.根据权利要求1或2所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的视频源接口为HDMI接口。
10.根据权利要求9所述的一种实时高清视频接收装置，其特征在于：所述的数据输入转换模块的电路芯片为TMDS141。
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