CN107948188B - 一种arinc818-dvi协议转换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种ARINC818‑DVI协议转换方法，包括：将ARINC818串行数据流进行串并转换；解析ARINC818数据帧，进行CRC校验，同时进行数据帧正确性的判断；计算本地CRC值，缓存视频数据及本地CRC值到SRAM中；SRAM控制器控制视频数据的读写，并将读出的视频数据进行位宽转换，计算CRC并与读出的CRC进行比较；按照DVI接口时序将视频数据发送。本发明结构清晰，易于硬件逻辑实现；均采用按行读写的方式，降低了复杂度，减少协议转换错误的发生；且实时性好，低延迟；协议转换中多次采用CRC校验，保证输入和输出数据的正确性和完整性。

Description

一种ARINC818-DVI协议转换方法
技术领域
本发明涉及视频处理技术领域，特别涉及到ARINC818总线数据的采集控制，以及ARINC818-DVI协议的转换。
背景技术
随着平视显示器中显示信息量的不断增加，显示器分辨率的不断提升，ARINC818和DVI在视频传输系统中的应用越来越多。由于ARINC818协议与DVI协议数据组成、工作时钟等的不同，需要提出一个完整的ARINC818-DVI协议转换方法，用以保证数据传输的正确性和完整性，同时提出数据传输错误判断及上报的方法。
发明内容
本发明的目的是：提供一种ARINC818-DVI协议转换方法，其可实现ARINC818视频数据到DVI数据的转换，保证接收与发送数据的正确性和完整性。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
所述一种ARINC818-DVI协议转换方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据RGB格式视频图像参数进行判断，若RGB格式视频图像中每行数据大小大于2112字节，则对RGB格式视频图像中的一行图像数据进行分帧处理，使每帧数据大小不大于2112字节；
步骤2：按照ARINC818协议进行数据传输，在数据接收端按行进行数据重组，同时对ARINC818协议串行数据流进行串并转换；
步骤3：在数据接收端对接收的数据帧同步进行解析；在解析过程中提取容器序号、数据帧序号、CRC校验码，并计算本地CRC码，判断是否存在碎包、错包和/或乱序情况，若存在，则丢弃整幅图像，并将错误上报，若不存在，则提取出视频数据，连同本地CRC码一起缓存到RxFIFO中；
步骤4：在SRAM控制器的控制下，交替进行图像数据的读写操作：读操作时，SRAM从前级RxFIFO中读取数据；写操作时，SRAM将数据写入后级TxFIFO中；在进行读操作时，对读取出的视频数据进行CRC校验，并与直接读出的本地CRC码进行比较，若不同，则丢弃并将错误上报，否则对读出的视频数据进行位宽转换，将3个连续的32位数据W1、W2、W3组合为4个24位DVI数据D1、D2、D3、D4；位宽转换规则为：
D1＝W1[31:8]；D2＝W1[7:0]&W2[31:16]；D3＝W2[15:0]&W3[31:24]；D4＝W3[23:0]
步骤5：按照DVI协议时序要求输出图像数据。
进一步的优选方案，所述一种ARINC818-DVI协议转换方法，其特征在于：SRAM的存储空间为RGB格式视频图像中的两个视频帧的数据大小。
进一步的优选方案，所述一种ARINC818-DVI协议转换方法，其特征在于：步骤4中，在SRAM控制器的控制下，按照“乒乓操作”进行图像数据的读写控制。
有益效果
本发明提出的ARINC818-DVI协议转换方法，首次提出并硬件实现了新型协议转换方法，通过监控传输链路的数据，显著提高了协议转换电路的完整性和正确性。本发明具有优势如下：
1、本发明提供的协议转换方法结构清晰，易于硬件逻辑实现；
2、ARINC818协议和DVI协议均采用按行读写的方式，降低了复杂度，减少协议转换错误的发生；
3、按行读写的方式实时性好，低延迟；
4、协议转换中多次采用CRC校验，保证输入和输出数据的正确性和完整性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1：硬件原理框图；
图2：SRAM读写控制单元组成框图；
图3：SRAM乒乓操作示意图；
图4：数据位宽转换；
图5：DVI协议时序要求；
图6：DVI时序波形图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种ARINC818-DVI协议转换方法，其可实现ARINC818视频数据到DVI数据的转换，保证接收与发送数据的正确性和完整性。
具体包括以下步骤：
步骤1：由于ARINC818的帧最大数据字段长度是2112字节，因此对于不同格式的视频图像，需要重新对图像数据进行封装。由于ARINC818支持图像帧按行缓冲并按行显示，对于1280×1024@60Hz、24bit的RGB格式视频图像，每行数据大小为(1280×24)/8＝3840B，大于2112B，因此需要进行分帧处理，将一行图像数据通过两个帧进行传输，每帧数据大小为3840/2＝1920B，并在接收端按行进行数据重组。同样对于1440×900@60Hz、24bit的RGB格式视频图像，每行数据大小为(1440×24)/8＝4320B>2112B×2，需要将一行图像数据通过三个帧进行传输，每帧数据大小为4320/3＝1440B。
即根据RGB格式视频图像参数进行判断，若RGB格式视频图像中每行数据大小大于2112字节，则对RGB格式视频图像中的一行图像数据进行分帧处理，使每帧数据大小不大于2112字节。
步骤2：按照ARINC818协议进行数据传输，在数据接收端按行进行数据重组，同时对ARINC818协议串行数据流进行串并转换。
步骤3：在数据接收端对接收的数据帧同步进行解析；帧解析过程中需要判断帧的类型，一种是包含辅助信息数据的第一帧，另一种是包含视频数据的帧。
在解析过程中，从第一帧中提取容器序号、数据帧序号、CRC校验码，并计算本地CRC码，判断是否存在碎包、错包和/或乱序情况，若存在，则丢弃，即整幅视频帧不发送，并将错误上报，若不存在，则提取出视频数据，连同本地CRC码一起缓存到RxFIFO中。
其中本地CRC码的计算与ARINC818协议中CRC的计算方法相同，其32比特多项式计算方法如下：
X32+X26+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。CRC校验使用Xilinx的IP核实现。
步骤4：在SRAM控制器的控制下，交替进行图像数据的读写操作：读操作时，SRAM从前级RxFIFO中读取数据；写操作时，SRAM将数据写入后级TxFIFO中。
SRAM读写控制单元设计如图2所示。采取“乒乓操作”的数据流控制方法，以减少读写错误的情况，乒乓操作的处理流程如图3所示。
由于ARINC818和DVI的时钟频率不同，并且需要判断一整帧数据的正确性，所以SRAM的存储空间为2个视频帧的大小。对于1280×1024@60Hz、24bit的RGB格式视频图像，一帧的存储空间为：(1280×24×1024)/8＝3C0000B，SRAM的存储空间为3C0000×2＝780000B。
在进行读操作时，对读取出的视频数据进行CRC校验，并与直接读出的本地CRC码进行比较，若不同，则丢弃并将错误上报，否则为了满足DVI协议对数据的要求，需要对读出的数据进行位宽转换。
SRAM中存储的视频数据位数为32bit，DVI发送需要的数据位数为24bit，3个32bit数据可以重新组合成4个24bit数据，位宽转换方式见图4所示。将3个连续的32位数据W1、W2、W3组合为4个24位DVI数据D1、D2、D3、D4；位宽转换规则为：
D1＝W1[31:8]；D2＝W1[7:0]&W2[31:16]；D3＝W2[15:0]&W3[31:24]；D4＝W3[23:0]。
步骤5：按照DVI协议时序要求输出图像数据。DVI协议时序要求如图5和图6所示。对图5、图6进行如下介绍：
1、第1-3行，场同步信号V_R_VS持续为高电平1，如图5中阴影①所示；
2、每行的第1-112像素，行同步信号V_R_HS持续为高电平1，如图5中阴影②所示；
3、第42-1065行，每行的第360-1640像素为有效数据，V_R_DE持续为高电平1，如图5中阴影③所示；
4、在图5的时序要求下画出的DVI时序波形图如图6所示。
注1：图5中阴影④为阴影①和②的交叉区域，同时符合上述1和2条。
注2：图6中V_R_VS的a-b区间时序对应图5中的阴影①及阴影④。
注3：图6中V_R_HS的b-c区间时序对应图5中的阴影②及阴影④。
注4：图6中V_R_DE的d-e区间时序对应图5的阴影③。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种ARINC818-DVI协议转换方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据RGB格式视频图像参数进行判断，若RGB格式视频图像中每行数据大小大于2112字节，则对RGB格式视频图像中的一行图像数据进行分帧处理，使每帧数据大小不大于2112字节；
步骤2：按照ARINC818协议进行数据传输，在数据接收端按行进行数据重组，同时对ARINC818协议串行数据流进行串并转换；
步骤3：在数据接收端对接收的数据帧同步进行解析；在解析过程中提取容器序号、数据帧序号、CRC校验码，并计算本地CRC码，判断是否存在碎包、错包和/或乱序情况，若存在，则丢弃整幅图像，并将错误上报，若不存在，则提取出视频数据，连同本地CRC码一起缓存到RxFIFO中；
步骤4：在SRAM控制器的控制下，交替进行图像数据的读写操作：读操作时，SRAM从前级RxFIFO中读取数据；写操作时，SRAM将数据写入后级TxFIFO中；在进行读操作时，对读取出的视频数据进行CRC校验，并与直接读出的本地CRC码进行比较，若不同，则丢弃并将错误上报，否则对读出的视频数据进行位宽转换，将3个连续的32位数据W1、W2、W3组合为4个24位DVI数据D1、D2、D3、D4；位宽转换规则为：
D1＝W1[31:8]；D2＝W1[7:0]&W2[31:16]；D3＝W2[15:0]&W3[31:24]；D4＝W3[23:0]
步骤5：按照DVI协议时序要求输出图像数据，其中第1-3行，场同步信号V_R_VS持续为高电平1，每行的第1-112像素，行同步信号V_R_HS持续为高电平1，第42-1065行，每行的第360-1640像素为有效数据，V_R_DE持续为高电平1。
2.根据权利要求1所述一种ARINC818-DVI协议转换方法，其特征在于：SRAM的存储空间为RGB格式视频图像中的两个视频帧的数据大小。
3.根据权利要求1所述一种ARINC818-DVI协议转换方法，其特征在于：步骤4中，在SRAM控制器的控制下，按照“乒乓操作”进行图像数据的读写控制。
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