CN108307128B - 一种视频显示处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视频显示处理装置；包括GPU、FPGA及SSD固态硬盘，GPU通过PCIe交换机与FPGA及SSD固态硬盘进行连接；FPGA设有用于采集外部视频的视频采集端口，FPGA通过视频采集端口将采集到的外视频通过PCIe总线传输至GPU中；SSD固态硬盘用于存储3‑D信息，并通过PCIe总线将其发送到GPU；GPU包括DVI输出端口，用于GPU将接收到的外视频、3‑D信息叠加后进行视频信息输出。本发明中设置的多功能、高性能的嵌入式GPU平台，具有能绘制复杂3‑D地图、视频叠加、视频显示实时性高等的特点，提高了图形的处理能力，使得视频显示的实时性更高。

Description

一种视频显示处理装置
技术领域
本发明涉及一种视频显示处理装置，属于航空电子设备显示系统领域。
背景技术
随着数字图像技术及多媒体信息技术的发展，海量图像数据的应用越来越普遍，其中，航空电子系统中的显示绘制技术也是尤为重要的。目前，航空电子系统的图形处理架构是基于FPGA+DSP平台；但，随着图形密集型应用如3-D绘制、目标识别、雷达信息处理等对海量数据并行计算能力、高速视频流处理能力要求的提高，其对航空电子系统中显示绘制设备的图形处理能力、显示实时性提出了更高的要求。现有的图形处理架构已不能满足海量图形数据并行处理需求，导致图形的处理能力较低。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种视频显示处理装置，用以解决现有的图形处理架构不能满足海量图形数据并行处理需求，导致图形的处理能力较低、显示时绘制能力低、显示实时性不高等的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种视频显示处理装置，主要包括以下方案：
显示处理装置方案一：包括GPU、FPGA及SSD固态硬盘，所述GPU通过PCIe交换机与FPGA及SSD固态硬盘进行连接；
所述FPGA设有用于采集外部视频的视频采集端口，所述FPGA将采集到的外视频通过PCIe总线传输至GPU中；
所述SSD固态硬盘将存储的3-D信息通过PCIe总线发送到GPU；
所述GPU包括DVI输出端口，所述GPU将接收到的外视频、3-D信息叠加后通过所述DVI输出端口进行输出。
显示处理装置方案二：在显示处理装置方案一的基础上，还包括处理器CPU，所述CPU与PCIe交换机连接，并对PCIe交换机进行总线控制。
显示处理装置方案三：在显示处理装置方案二的基础上，所述GPU、FPGA、CPU、PCIe交换机及SSD固态硬盘均设置在VPX标准硬件板卡上。
显示处理装置方案四：在显示处理装置方案三的基础上，所述VPX标准硬件板卡还设置有VPX连接器，所述VPX连接器上包括调试接口、通讯接口，所述调试接口、通讯接口分别与CPU连接，用于实现对板卡的在线调试及PC机通信，完成对板卡的控制、状态信息读取。
显示处理装置方案五：在显示处理装置方案四的基础上，所述GPU通过DVI输出端口与VPX连接器连接，将叠加后的视频信息通过VPX连接器进行输出显示。
显示处理装置方案六：在显示处理装置方案一的基础上，所述GPU通过DVI解码芯片与FPGA连接，用于将叠加后的视频信息进行解码后发送给FPGA；所述FPGA还包括用于将接收到的解码后的视频信息进行输出的视频输出端口。
显示处理装置方案七：在显示处理装置方案六的基础上，所述FPGA采用ARINC818协议总线完成视频的采集和输出。
本发明的有益效果是：本发明为了满足对高性能图形处理能力的需求，航空电子系统的图形处理架构从FPGA加DSP平台逐渐过渡到多功能、高性能的嵌入式GPU平台，提高了对海量数据并行计算能力、高速视频流处理能力。
附图说明
图1为视频采集显示处理装置结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的最优选的视频显示处理装置示意图，该装置包括设置在一块6U尺寸、VPX标准硬件板卡上的GPU、CPU、FPGA、SSD固态硬盘、PCIe交换机及VPX连接器。
其中，GPU通过PCIe交换机与FPGA及SSD固态硬盘进行连接；FPGA设有用于采集外部视频的视频采集端口和视频输出端口，之后将采集到的外视频通过PCIe总线传输至GPU中；SSD固态硬盘用于存储3-D信息，并通过PCIe总线将其发送到GPU；GPU将接收到的外视频、3-D信息进行叠加得到叠加后的视频信息。
本实施例中的GPU包括DVI输出端口，GPU通过DVI输出端口与VPX连接器连接，并将叠加后的视频信息通过VPX连接器进行输出显示。
同时，本实施例中的GPU还通过DVI解码芯片与FPGA连接，用于将叠加后的视频信息进行解码后发送给FPGA；FPGA通过自身的视频输出端口将接收到的解码后的视频信息进行输出显示。因此，由于GPU芯片可支持6路视频显示输出，该装置中叠加后的视频信息的显示可同时通过上述2种方式进行输出显示。
当然，作为其他实施方式，仅通过GPU中叠加的视频信息可经VPX连接器直接输出DVI视频显示也能满足要求。同样地，仅通过DVI解码芯片将叠加后的视频发送给FPGA，在FPGA内视频数据经视频输出端口直接输出显示也能满足要求。
本实施例中FPGA是按照ARINC818协议经光纤进行数据的采集与输出显示的。同时，FPGA在进行外视频采集时，也可以从VPX连接器的DVI输入接口直接读取外视频，即作为ARINC818总线接收外视频的备份。
本实施例中的处理器CPU作为PCIe交换架构根节点，与PCIe交换机连接，对PCIe交换机总线进行控制；且CPU对整个装置的数据传输起控制作用。处理器CPU通过Local bus总线与可编程逻辑芯片CPLD连接，CPLD完成Local bus地址/数据总线解复用、复位分发功能。
本实施例中的VPX连接器上还包括调试接口、通讯接口，其中的调试接口、通讯接口分别与CPU连接，用于实现对板卡的在线调试及PC机通信，完成对板卡的控制、状态信息读取。
该装置的工作过程为：FPGA通过视频采集端口经光纤接收ARINC818总线传输的外视频，并通过PCIe端对端传输将外视频发送到GPU，存储在GPU显存内。SSD固态硬盘用于存储3-D地图信息，并通过PCIe总线将其发送到GPU。GPU绘制2-D、3-D图形符号，并与外视频、3-D地图信息进行叠加，一路通过GPU的DVI输出端口将叠加后的视频信息经VPX连接器输出并显示；另一路GPU通过DVI解码芯片，将叠加后的视频信息进行解码后发送给FPGA；FPGA通过自身的视频输出端口将接收到的解码后的视频信息进行输出显示。
本实施例中的GPU芯片选型为AMD公司Radeon系列E8860，完成视频叠加、2-D或3-D符号绘制、视频处理等关键功能。
上述内容结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多变形，这些均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种视频显示处理装置，其特征在于，包括GPU、FPGA及SSD固态硬盘，所述GPU通过PCIe交换机和PCIe总线与FPGA及SSD固态硬盘进行连接；
所述FPGA设有用于采集外部视频的视频采集端口，所述FPGA将采集到的外视频通过PCIe交换机和PCIe总线传输至GPU中；
所述SSD固态硬盘将存储的3-D地图信息通过PCIe交换机和PCIe总线发送到GPU；
所述GPU包括DVI输出端口，所述GPU绘制2-D和3-D图形符号，并将绘制得到的2-D和3-D图形符号与接收到的外视频和3-D地图信息进行叠加得到叠加后的视频信息，将叠加后的视频信息通过所述DVI输出端口进行输出;
所述GPU通过DVI解码芯片与FPGA连接，用于将叠加后的视频信息进行解码后发送给FPGA；所述FPGA还包括用于将接收到的解码后的视频信息进行输出的视频输出端口。
2.根据权利要求1所述的视频显示处理装置，其特征在于，还包括处理器CPU，所述CPU与PCIe交换机连接，并对PCIe交换机进行总线控制。
3.根据权利要求2所述的视频显示处理装置，其特征在于，所述GPU、FPGA、CPU、PCIe交换机及SSD固态硬盘均设置在VPX标准硬件板卡上。
4.根据权利要求3所述的视频显示处理装置，其特征在于，所述VPX标准硬件板卡还设置有VPX连接器，所述VPX连接器上包括调试接口和通讯接口，所述调试接口和通讯接口分别与CPU连接，用于实现对板卡的在线调试及PC机通信，完成对板卡的控制和状态信息读取。
5.根据权利要求4所述的视频显示处理装置，其特征在于，所述GPU通过DVI输出端口与VPX连接器连接，将叠加后的视频信息通过VPX连接器进行输出显示。
6.根据权利要求1所述的视频显示处理装置，其特征在于，所述FPGA采用ARINC818协议总线完成视频的采集和输出。
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