CN108111793A - 一种基于fpga的dvi信号传输系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于FPGA的DVI信号传输系统及其工作方法。本发明所述基于FPGA的DVI信号传输系统,在发送端将解码后的并行DVI信号转化成串行信号,利用高速信号接口进行传输,有效控制信号的吞吐量和DVI信号的分辨率;在接收端的FPGA中对于接收到的DVI信号进行缓存处理,从而解决了花屏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于FPGA的DVI信号传输系统及其工作方法,属于DVI信号处理的技术领域。
背景技术
近年来随着我国电子产业的不断发展,对于通信速率和距离的要求也越来越高,光纤通信作为一种远距离、低误码率的传输方式,得到了越来越广泛的应用。视频作为人们感知外部世界的重要途径,在每一个领域都得到广泛关注。
DVI视频信号具有传输速率高,信息量大的特点,在传输过程中一旦出现误码或者丢失,会导致接收端显示器的画面出现花屏、跳动等现象,影响观感。
普通的DVI信号只能传输30米左右,而光远传DVI的传输距离可以达到上百米甚至上千米,而且衰减很小;既增加了DVI信号的应用场景,又降低了整体系统的成本。
在传统的光远传DVI信号的系统中,光纤只能传输串行信号,而DVI信号由4对差分信号组成,此外加上显示器的EDID信号,传统的传输系统无法满足光远传DVI信号的传输需求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种基于FPGA的DVI信号传输系统。
本发明还提供一种上述系统的工作方法。
本发明的技术方案为:
一种基于FPGA的DVI信号传输系统,包括发送端和接收端;所述发送端包括依次连接的DVI信号解码器、第一FPGA模块和第一光模块;所述第一FPGA模块包括依次连接的第一FIFO模块、第一数据同步处理模块、第一高速收发器模块Transceiver和EDID信号解析模块;
所述接收端包括依次连接的第二光模块、第二FPGA模块和DVI信号编码器;所述第二FPGA模块包括依次连接的EDID信号采集模块、第二高速收发器模块Transceiver、缓存处理模块、第二数据同步处理模块和第二FIFO模块。
根据本发明优选的,所述第一高速收发器模块Transceiver和第二高速收发器模块Transceiver均为例化IP核Aurora。
根据本发明优选的,所述第一光模块和第二光模块通过光纤连接。
一种上述系统的工作方法,包括步骤如下:
1)DVI信号进入DVI信号解码器,DVI信号解码器将对DVI信号进行处理,生成行场信号、列场信号和RGB信号,并将生成的行场信号、列场信号和RGB信号发送至第一FPGA模块;
2)第一FPGA模块接收DVI信号解码器的信号,第一FIFO模块对生成的行场信号、列场信号和RGB信号进行缓存;第一数据同步处理模块对第一FIFO模块中缓存的行场信号、列场信号和RGB信号进行同步处理;第一高速收发器模块Transceiver将同步处理后的行场信号、列场信号和RGB信号打包为数据包并以高速串行的传输方式发送到第一光模块;
3)第一光模块将第一FPGA模块的信号转换成光信号传输到接收端的第二光模块;
4)第二光模块转发发送端的信号至二高速收发器模块Transceiver;第二高速收发器模块Transceiver将高速串行信号转换为DVI信号编码器能接受的RGB信号、HYSYN信号C、VYSYNC信号和DE信号;RGB信号、HYSYNC信号、VYSYNC信号和DE信号进入FIFO进行缓存;
5)FIFO中的缓存信号进入第二数据同步处理模块,第二数据同步处理模块对RGB信号、HYSYN信号C、VYSYNC信号和DE信号进行同步处理;通过同步处理避免出现FIFO empty或者full状态下出现的丢失数据问题,进而解决了花屏、闪屏现象。
6)DVI信号编码器对第二数据同步处理模块同步处理之后的信号进行处理,生成的DVI信号在显示器显示。
接收端正好是发送端的反过程。在此基础上FPGA加入了缓存处理模块和第二数据同步处理模块,这两个模块是DVI信号能否显示正常的关键。
根据本发明优选的,所述第一高速收发器模块Transceiver中的数据包格式如下表所示:
。在发送端将数据打包为数据包过滤掉消隐区的无用信号,在数据包中加入包头包尾分辨不同的包类型,便于光纤的另外一端更好的识别数据,正确的进行数据通信。
本发明的有益效果为:
1.本发明所述基于FPGA的DVI信号传输系统,在发送端将解码后的并行DVI信号转化成串行信号,利用高速信号接口进行传输,有效控制信号的吞吐量和DVI信号的分辨率;在接收端的FPGA中对于接收到的DVI信号进行缓存处理,从而解决了花屏的问题。
附图说明
图1为本发明所述基于FPGA的DVI信号传输系统的结构示意图;
图2为实施例2中所使用的时序图;
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例1
如图1所示。
一种基于FPGA的DVI信号传输系统,包括发送端和接收端;所述发送端包括依次连接的DVI信号解码器、第一FPGA模块和第一光模块;所述第一FPGA模块包括依次连接的第一FIFO模块、第一数据同步处理模块、第一高速收发器模块Transceiver和EDID信号解析模块;
所述接收端包括依次连接的第二光模块、第二FPGA模块和DVI信号编码器;所述第二FPGA模块包括依次连接的EDID信号采集模块、第二高速收发器模块Transceiver、缓存处理模块、第二数据同步处理模块和第二FIFO模块。
所述第一高速收发器模块Transceiver和第二高速收发器模块Transceiver均为例化IP核Aurora。
所述第一光模块和第二光模块通过光纤连接。
实施例2
利用如实施例1所述系统对视频信号进行传输,视频信号的分辨率为1920×1080p,刷新率为60Hz,即每秒60帧的数据量,“p”代表逐行扫描;
包括步骤如下:
1)DVI信号进入DVI信号解码器,DVI信号解码器将对DVI信号进行处理,生成行场信号、列场信号和RGB信号,并将生成的行场信号、列场信号和RGB信号发送至第一FPGA模块;
2)第一FPGA模块接收DVI信号解码器的信号,第一FIFO模块对生成的行场信号、列场信号和RGB信号进行缓存;第一数据同步处理模块对第一FIFO模块中缓存的行场信号、列场信号和RGB信号进行同步处理;第一高速收发器模块Transceiver将同步处理后的行场信号、列场信号和RGB信号打包为数据包并以高速串行的传输方式发送到第一光模块;所述第一高速收发器模块Transceiver中的数据包格式如下表所示:
3)第一光模块将第一FPGA模块的信号转换成光信号传输到接收端的第二光模块;
4)第二光模块转发发送端的信号至二高速收发器模块Transceiver;第二高速收发器模块Transceiver将高速串行信号转换为DVI信号编码器能接受的RGB信号、HYSYN信号C、VYSYNC信号和DE信号;RGB信号、HYSYNC信号、VYSYNC信号和DE信号进入FIFO进行缓存;
5)FIFO中的缓存信号进入第二数据同步处理模块,根据图2的时序图,第二数据同步处理模块对RGB信号、HYSYN信号C、VYSYNC信号和DE信号进行同步处理;通过同步处理避免出现FIFO empty或者full状态下出现的丢失数据问题,进而解决了花屏、闪屏现象。
6)DVI信号编码器对第二数据同步处理模块同步处理之后的信号进行处理,生成的DVI信号在显示器显示。
接收端正好是发送端的反过程。在此基础上FPGA加入了缓存处理模块和第二数据同步处理模块,这两个模块是DVI信号能否显示正常的关键。
在显示器中能够显示数据为1920×1080个,而真实的一帧数据包括2200×1125个数据,只有DE为“1”时,RGB数据才真实有效,其他都处在消隐区。
在数据传输过程中,消隐区的数据被忽略,只传输显示需要的真实数据,在接收端的缓存同步模块,根据图2的时序标准,重新对数据进行同步,消隐区的RGB数据设置为24’h000。如果出现数据丢失,1行不足1920个数据,直接补充上一个数据,有效解决了花屏、闪屏的问题。
Claims (5)
1.一种基于FPGA的DVI信号传输系统,其特征在于,包括发送端和接收端;所述发送端包括依次连接的DVI信号解码器、第一FPGA模块和第一光模块;所述第一FPGA模块包括依次连接的第一FIFO模块、第一数据同步处理模块、第一高速收发器模块Transceiver和EDID信号解析模块;所述接收端包括依次连接的第二光模块、第二FPGA模块和DVI信号编码器;所述第二FPGA模块包括依次连接的EDID信号采集模块、第二高速收发器模块Transceiver、缓存处理模块、第二数据同步处理模块和第二FIFO模块。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的DVI信号传输系统,其特征在于,所述第一高速收发器模块Transceiver和第二高速收发器模块Transceiver均为例化IP核Aurora。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的DVI信号传输系统,其特征在于,所述第一光模块和第二光模块通过光纤连接。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述信号传输系统的工作方法,其特征在于,包括步骤如下:
1)DVI信号进入DVI信号解码器,DVI信号解码器将对DVI信号进行处理,生成行场信号、列场信号和RGB信号,并将生成的行场信号、列场信号和RGB信号发送至第一FPGA模块;
2)第一FPGA模块接收DVI信号解码器的信号,第一FIFO模块对生成的行场信号、列场信号和RGB信号进行缓存;第一数据同步处理模块对第一FIFO模块中缓存的行场信号、列场信号和RGB信号进行同步处理;第一高速收发器模块Transceiver将同步处理后的行场信号、列场信号和RGB信号打包为数据包并以高速串行的传输方式发送到第一光模块;
3)第一光模块将第一FPGA模块的信号转换成光信号传输到接收端的第二光模块;
4)第二光模块转发发送端的信号至二高速收发器模块Transceiver;第二高速收发器模块Transceiver将高速串行信号转换为DVI信号编码器能接受的RGB信号、HYSYN信号C、VYSYNC信号和DE信号;RGB信号、HYSYNC信号、VYSYNC信号和DE信号进入FIFO进行缓存;
5)FIFO中的缓存信号进入第二数据同步处理模块,第二数据同步处理模块对RGB信号、HYSYN信号C、VYSYNC信号和DE信号进行同步处理;
6)DVI信号编码器对第二数据同步处理模块同步处理之后的信号进行处理,生成的DVI信号在显示器显示。
5.如权利要求4所述的信号传输系统的工作方法,其特征在于,所述第一高速收发器模块Transceiver中的数据包格式如下表所示:
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