CN104023215A - 军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，包括信号输入装置和信号输出装置；所述信号输入装置分别与用户端1394数字摄像头的输出端和红外摄像头的输出端相连接，用于实现将1394数字视频和红外模拟视频转换为光信号，并通过光纤传输到信号输出装置；所述信号输出装置与用户端显示控制器的输入端相连接，用于实现将接收到的光信号转换为电信号，并输出到显示控制器上。本发明通过一根光纤来实现数字视频和模拟视频同时传输。该装置结构简单，电磁兼容性好，最大的特点是实现1394数字视频与红外模拟视频的同步实时传输，能够满足终端计算机对两种视频图像帧同步捕捉，对特征值快速提取的高性能需求。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域的信号处理技术、协议转换技术和光电传输技术，具体地，涉及一种军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置。
背景技术
目前，车辆、船舰、导弹、飞机等机动平台对系统测控的需求不断提高，系统的测量点和参数越来越多，尤其是视觉图像数据也逐渐成为重要的测量参数使用，同时还具有提高执行机构的控制功能，影响测控系统的可靠性、实时性及数据传输的准确性。
光纤传输具有高带宽、体积小、重量轻、数据传输安全、抗电磁干扰、是使系统实现最好的电气隔离、避免系统共地信号串扰等，在现代装甲车辆上，通过非接触的光纤旋转连接器，实现车内大容量、高速率的数据传输。在传输过程中常规数据需要编码成一定的数据格式，才能保证光纤传输的可靠性，从光纤上提取数据，还需时钟恢复，数据同步技术，保证接收数据的完整性。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，包括信号输入装置和信号输出装置；所述信号输入装置分别与用户端1394数字摄像头的输出端和红外摄像头的输出端相连接，用于实现将1394数字视频和红外模拟视频转换为光信号，并通过光纤传输到信号输出装置；所述信号输出装置与用户端显示控制器的输入端相连接，用于实现将接收到的光信号转换为电信号，并输出到显示控制器上。
优选地，所述信号输入装置包括：第一FPGA模块、第一DSP模块、AD数据转换模块、输入放大模块、第一光纤传输模块以及第一DDR存储模块；
所述信号输出装置包括：第二FPGA模块、第二DSP模块、DA数据转换模块、输出放大模块、第二光纤传输模块以及第二DDR存储模块；
其中：
所述1394数字摄像头的输出端依次通过第一高速隔离接口、1394物理层和1394链路层与所述第一FPGA模块的第一输入／输出接口相连接；所述红外摄像头的输出端通过第一高速隔离光耦依次连接所述输入放大模块和所述AD数据转换模块，并与所述第一FPGA模块的第二输入／输出接口相连接；所述第一FPGA模块还分别与第一DSP模块、第一DDR存储模块以及第一光纤传输模块相连接；所述第一光纤传输模块通过光纤接口与第二光纤传输模块相连接；
所述第二FPGA模块分别与第二光纤传输模块、第二DSP模块以及第二DDR存储模块相连接；所述第二FPGA模块的第一输入／输出接口依次通过1394链路层、1394物理层和第二高速隔离接口将1394数字视频电信号输送至显示控制器；所述第二FPGA模块的第二输入／输出接口依次通过DA数据转换模块、输出放大模块和第二高速隔离光耦将红外模拟视频电信号输送至显示控制器。
优选地，所述第一FPGA模块的第一输入／输出接口和第一FPGA模块的第二输入／输出接口为等时接口；所述第二FPGA模块的第一输入／输出接口和第二FPGA模块的第二输入／输出接口为等时接口。
优选地，所述第一FPGA模块和第二FPGA模块作为控制管理模块，分别用于实现对AD数据转换模块或DA数据转换模块端口数据的发送和接收；包括：
-针对待发送的数据进行串并转换及数据拼接；
-与1394链路层通信，实现数据传输；
-第一FPGA模块将处理后的数据以适合光纤传输模块的信号类型发送到第一光纤传输模块，实现信号的光纤传输。
优选地，所述第一DSP模块和第二DSP模块用于为等时传输申请等时信道和带宽，在完成传输后释放所申请的信道和带宽，同时发送和接收FPGA模块的控制命令，进而控制数据的传输。
优选地，所述第一DDR模块和第二DDR模块分别对通过第一FPGA模块和第二FPGA模块处理后的数据信息进行缓存。
优选地，所述AD数据转换模块对信号输入装置输入的模拟视频信号进行模数转换；所述DA数据转换模块对信号输出装置需要输出的视频信号进行数模转换。
优选地，所述输入放大模块用于对输入的模拟视频信号进行模数输入放大；所述输出放大模块用于对需要输出的视频信号进行数模输出放大。
优选地，所述信号输入装置和信号输出装置之间的光纤传输具体为：所述第一光纤传输模块对接收的数据预处理，数据先光纤编码，然后通过光电转换器将电信号变成光信号后通过光纤接口发送至第二光纤传输模块，然后通过电光转换器逆向处理，将所接收到的光信号转换为电信号，通过时钟提取和同步处理，将光纤数据解码，然后组装成所需数据。
本发明提供的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，实现了军用1394数字视频和红外模拟视频的光纤融合传输，通过一根光纤来实现数字视频和模拟视频同时传输。该装置结构简单，电磁兼容性好，最大的特点是实现1394数字视频与红外模拟视频的同步实时传输，能够满足终端计算机对两种视频图像帧同步捕捉，对特征值快速提取的高性能需求。
与现有的1394数字视频与红外模拟视频电介质传输相比，本发明具有以下技术特点：
(1)增强了视频信号的实时性，提高了数字视频与红外视频之间的同步性，提高信号抗干扰能力；
(2)装置结构简单、低功耗、高带宽、重量轻、数据传输安全、抗电磁干扰、是使系统实现最好的电气隔离、避免系统共地信号串扰。
(3)实现了1394数字视频与红外模拟视频的光纤融合传输。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置的系统示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
本实施例提供了一种军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，包括信号输入装置和信号输出装置；所述信号输入装置分别与用户端1394数字摄像头的输出端和红外摄像头的输出端相连接，用于实现将1394数字视频和红外模拟视频转换为光信号，并通过光纤传输到信号输出装置；所述信号输出装置与用户端显示控制器的输入端相连接，用于实现将接收到的光信号转换为电信号，并输出到显示控制器上。
进一步地，所述信号输入装置包括：第一FPGA模块、第一DSP模块、AD数据转换模块、输入放大模块、第一光纤传输模块以及第一DDR存储模块；
所述信号输出装置包括：第二FPGA模块、第二DSP模块、DA数据转换模块、输出放大模块、第二光纤传输模块以及第二DDR存储模块；
其中：
所述1394数字摄像头的输出端依次通过第一高速隔离接口、1394物理层和1394链路层与所述第一FPGA模块的第一输入／输出接口相连接；所述红外摄像头的输出端通过第一高速隔离光耦依次连接所述输入放大模块和所述AD数据转换模块，并与所述第一FPGA模块的第二输入／输出接口相连接；所述第一FPGA模块还分别与第一DSP模块、第一DDR存储模块以及第一光纤传输模块相连接；所述第一光纤传输模块通过光纤接口与第二光纤传输模块相连接；
所述第二FPGA模块分别与第二光纤传输模块、第二DSP模块以及第二DDR存储模块相连接；所述第二FPGA模块的第一输入／输出接口依次通过1394链路层、1394物理层和第二高速隔离接口将1394数字视频电信号输送至显示控制器；所述第二FPGA模块的第二输入／输出接口依次通过DA数据转换模块、输出放大模块和第二高速隔离光耦将红外模拟视频电信号输送至显示控制器。
进一步地，所述第一FPGA模块的第一输入／输出接口和第一FPGA模块的第二输入／输出接口为等时接口；所述第二FPGA模块的第一输入／输出接口和第二FPGA模块的第二输入／输出接口为等时接口。
进一步地，所述第一FPGA模块和第二FPGA模块作为控制管理模块，分别用于实现对AD数据转换模块或DA数据转换模块端口数据的发送和接收；包括：
-针对待发送的数据进行串并转换及数据拼接；
-与1394链路层通信，实现数据传输；
-第一FPGA模块将处理后的数据以适合光纤传输模块的信号类型发送到第一光纤传输模块，实现信号的光纤传输。
进一步地，所述第一DSP模块和第二DSP模块用于为等时传输申请等时信道和带宽，在完成传输后释放所申请的信道和带宽，同时发送和接收FPGA模块的控制命令，进而控制数据的传输。
进一步地，所述第一DDR模块和第二DDR模块分别对通过第一FPGA模块和第二FPGA模块处理后的数据信息进行缓存。
进一步地，所述AD数据转换模块对信号输入装置输入的模拟视频信号进行模数转换；所述DA数据转换模块对信号输出装置需要输出的视频信号进行数模转换。
进一步地，所述输入放大模块用于对输入的模拟视频信号进行模数输入放大；所述输出放大模块用于对需要输出的视频信号进行数模输出放大。
进一步地，所述信号输入装置和信号输出装置之间的光纤传输具体为：所述第一光纤传输模块对接收的数据预处理，数据先光纤编码，然后通过光电转换器将电信号变成光信号后通过光纤接口发送至第二光纤传输模块，然后通过电光转换器逆向处理，将所接收到的光信号转换为电信号，通过时钟提取和同步处理，将光纤数据解码，然后组装成所需数据。
下面结合附图对本实施例加以说明。
本实施例提供的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，是将电信号的1394数字视频和红外模拟视频信号转换成为光纤信号。如图1所示，该装置包括两个子装置：信号输入装置和信号输出装置。
其中信号输入装置包括FPGA模块、DSP模块、AD数据转换模块、输入放大模块、光纤传输模块及DDR存储模块。信号输入装置与车上的1394数字摄像头和红外摄像头输出端连接，主要实现将1394数字视频和红外模拟视频转换成光信号，并通过光纤传输到信号输出装置。
其中信号输出装置包括FPGA模块、DSP模块、DA数据转换模块、输出放大模块、光纤传输模块及DDR存储模块。输出装置与车上的显示控制器输入端连接，主要实现将接收到的光信号转换为电信号，并输出到显示控制器上。
信号输入装置和信号输出装置之间通过光纤连接，完成光信号传输。
下面对本实施例中各个部分的功能与结构做进一步说明。
所述的FPGA模块作为整个装置的控制管理模块，主要完成对AD／DA端口数据的发送和接收；对待发送的数据进行串并转换及数据拼接；与1394链路层芯片通信，实现数据传输；将处理后的数据以适合光纤传输模块的信号类型发送到光纤传输模块上实现信号的光纤传输。系统中由1394链路层与FPGA通信传输的数据和由AD转换，再由FPGA通用I／O口送入FPGA的数据，这两者数据为等时数据，提高两者视频信号之间的同步性及实时性。
所述的DSP模块主要是为等时传输申请等时信道和带宽，完成传输后释放所申请的信道和带宽；发送和接收一些控制命令，控制数据的传输。
所述的DDR模块，对通过FPGA处理过的数据信息进行缓存。
所述的AD／DA数据转换模块，对输入／输出端的模拟视频信号进行模数／数模转换。
所述的输入／输出放大模块，是对模拟视频信号进行AD输入放大及DA输出放大的过程。
所述的光纤传输模块，对接收的数据预处理，数据先光纤编码，采用8B／10B的编码方式和不归零处理然后通过光电转换器将电信号变成光信号后通过光纤发送，电光转换器逆向处理，先接收来自光纤的数据转换为电信号，通过时钟提取和同步处理，将同步后的光纤数据10B／8B解码，然后组装成所需数据返回。
在本实施例中：
所述军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置包括两个子装置：信号输入装置和信号输出装置。
输入装置与车上的1394数字摄像头和红外摄像头输出端连接，主要实现将1394数字视频和红外模拟视频转换成光信号，并通过光纤传输到信号输出装置。输出装置与车上的显示控制器输入端连接，主要实现将接收到的光信号转换为电信号，并输出到显示控制器上。
该装置涉及输入、输出信号放大技术、光纤编码技术、光电转换技术、多路复用技术、时钟恢复技术。主要指标，1394数字视频信号和红外模拟视频信号融合速率1.0Gbps，光纤传输距离大于4Km。该装置的优点：本发明实现军用1394数字视频和红外模拟视频的光纤融合传输，通过一根光纤来实现数字视频和模拟视频同时传输。该装置结构简单，电磁兼容性好，最大的特点是实现1394数字视频与红外模拟视频的同步实时传输，能够满足终端计算机对两种视频图像帧同步捕捉，对特征值快速提取的高性能需求。
针对1394数字视频和红外模拟视频的技术特性，本发明要解决的技术问题是提供一种军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，该装置由两个子装置组成：信号输入装置和信号输出装置。
其中信号输入装置包括FPGA模块、DSP模块、AD数据转换模块、输入放大模块、光纤传输模块及DDR存储模块。输入装置与车上的1394数字摄像头和红外摄像头输出端连接，主要实现将1394数字视频和红外模拟视频转换成光信号，并通过光纤传输到信号输出装置。
其中信号输出装置包括FPGA模块、DSP模块、DA数据转换模块、输出放大模块、光纤传输模块及DDR存储模块。输出装置与车上的显示控制器输入端连接，主要实现将接收到的光信号转换为电信号，并输出到显示控制器上。
信号输入装置和信号输出装置之间通过光纤连接，完成光信号传输。
所述的FPGA模块作为整个装置的控制管理模块，主要完成对AD／DA端口数据的发送和接收；对待发送的数据进行串并转换及数据拼接；与1394链路层芯片通信，实现数据传输；将处理后的数据以适合光纤传输模块的信号类型发送到光纤传输模块上实现信号的光纤传输。
所述的DSP模块主要是为等时传输申请等时信道和带宽，完成传输后释放所申请的信道和带宽；发送和接收一些控制命令，控制数据的传输。
所述的DDR模块，对通过FPGA处理过的数据信息进行缓存。
所述的AD／DA数据转换模块，对输入／输出端的模拟视频信号进行模数／数模转换。
所述的输入／输出放大模块，是对模拟视频信号进行AD输入放大及DA输出放大的过程。
所述的光纤传输模块，对接收的数据预处理，数据先光纤编码，然后通过光电转换器将电信号变成光信号后通过光纤发送，电光转换器逆向处理，先接收来自光纤的数据转换为电信号，通过时钟提取和同步处理，将光纤数据解码，然后组装成所需数据返回。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，包括信号输入装置和信号输出装置；所述信号输入装置用于分别与用户端1394数字摄像头的输出端和红外摄像头的输出端相连接，以实现将1394数字视频和红外模拟视频转换为光信号，并通过光纤传输到信号输出装置；所述信号输出装置用于与用户端显示控制器的输入端相连接，以实现将接收到的光信号转换为电信号，并输出到显示控制器上。
2.根据权利要求1所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述信号输入装置包括：第一FPGA模块、第一DSP模块、AD数据转换模块、输入放大模块、第一光纤传输模块以及第一DDR存储模块；
所述信号输出装置包括：第二FPGA模块、第二DSP模块、DA数据转换模块、输出放大模块、第二光纤传输模块以及第二DDR存储模块；
其中：
所述1394数字摄像头的输出端依次通过第一高速隔离接口、1394物理层和1394链路层与所述第一FPGA模块的第一输入／输出接口相连接；所述红外摄像头的输出端通过第一高速隔离光耦依次连接所述输入放大模块和所述AD数据转换模块，并与所述第一FPGA模块的第二输入／输出接口相连接；所述第一FPGA模块还分别与第一DSP模块、第一DDR存储模块以及第一光纤传输模块相连接；所述第一光纤传输模块通过光纤接口与第二光纤传输模块相连接；
所述第二FPGA模块分别与第二光纤传输模块、第二DSP模块以及第二DDR存储模块相连接；所述第二FPGA模块的第一输入／输出接口依次通过1394链路层、1394物理层和第二高速隔离接口将1394数字视频电信号输送至显示控制器；所述第二FPGA模块的第二输入／输出接口依次通过DA数据转换模块、输出放大模块和第二高速隔离光耦将红外模拟视频电信号输送至显示控制器。
3.根据权利要求2所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述第一FPGA模块的第一输入／输出接口和第一FPGA模块的第二输入／输出接口为等时接口；所述第二FPGA模块的第一输入／输出接口和第二FPGA模块的第二输入／输出接口为等时接口。
4.根据权利要求2所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述第一FPGA模块和第二FPGA模块作为控制管理模块，分别用于实现对AD数据转换模块或DA数据转换模块端口数据的发送和接收；包括：
-针对待发送的数据进行串并转换及数据拼接；
-与1394链路层通信，实现数据传输；
-第一FPGA模块将处理后的数据以适合光纤传输模块的信号类型发送到第一光纤传输模块，实现信号的光纤传输。
5.根据权利要求2所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述第一DSP模块和第二DSP模块用于为等时传输申请等时信道和带宽，在完成传输后释放所申请的信道和带宽，同时发送和接收FPGA模块的控制命令，进而控制数据的传输。
6.根据权利要求2所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述第一DDR模块和第二DDR模块分别对通过第一FPGA模块和第二FPGA模块处理后的数据信息进行缓存。
7.根据权利要求2所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述AD数据转换模块对信号输入装置输入的模拟视频信号进行模数转换；所述DA数据转换模块对信号输出装置需要输出的视频信号进行数模转换。
8.根据权利要求2所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述输入放大模块用于对输入的模拟视频信号进行模数输入放大；所述输出放大模块用于对需要输出的视频信号进行数模输出放大。
9.根据权利要求2所述的军用1394数字视频和红外模拟视频光纤融合传输装置，其特征在于，所述信号输入装置和信号输出装置之间的光纤传输具体为：所述第一光纤传输模块对接收的数据预处理，数据先光纤编码，然后通过光电转换器将电信号变成光信号后通过光纤接口发送至第二光纤传输模块，再通过电光转换器逆向处理，将所接收到的光信号转换为电信号，通过时钟提取和同步处理，将光纤数据解码，最后组装成所需数据。
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Application publication date: 20140903 |