CN109451251A - 一种多路视频矩阵切换的实现系统 - Google Patents

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CN109451251A
CN109451251A CN201811384633.1A CN201811384633A CN109451251A CN 109451251 A CN109451251 A CN 109451251A CN 201811384633 A CN201811384633 A CN 201811384633A CN 109451251 A CN109451251 A CN 109451251A
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dvi
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CN201811384633.1A
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王培培
滕达
李凯
李凯一
翟乐
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Shandong Chaoyue CNC Electronics Co Ltd
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Shandong Chaoyue CNC Electronics Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/268—Signal distribution or switching

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种多路视频矩阵切换的实现系统，接收模块用于接收DVI差分信号，并将DVI差分信号转换成TTL电平信号传输至FPGA模块；FPGA模块用于对接收模块发送的TTL电平信号进行处理，通过视频发射模块输出；视频发射模块用于将TTL电平信号转换成差分信号进行输出。FPGA都会嵌有高速串行总线GTH的硬核，GTH的对外接口都是TMDS差分信号，可以直接连接到DVI接口，这样，在原有的基础上可以扩展多路切换信号,可以有效解决多路视频矩阵切换的问题。

Description

一种多路视频矩阵切换的实现系统
技术领域
本发明涉及KVM矩阵切换领域，尤其涉及一种多路视频矩阵切换的实现系统。
背景技术
KVM，是Keyboard、Video、Mouse的缩写，为多计算机切换器。是一组键盘、显示器和鼠标，控制2台、4 台、8台、16台、32台甚至到4096台以上的计算机主机。KVM的领域，也已经扩展到串口设备，如集线器、路由器、储存设备及UPS等。KVM解决方案可以让多位使用者在任何地点、任何时间访问数以千计的服务器和网络设备。
计算机通信中经常用到高清视频、音频、USB等信息的切换传输。一般的KVM都是多路输入，1路输出，但是在复杂的系统中会遇到多路输入，多路输出，这时采用切换芯片，比如DVI视频4选1的切换芯片已经不能满足工程需要。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种多路视频矩阵切换的实现系统，包括：接收模块，FPGA模块，视频发射模块；
接收模块用于接收DVI差分信号，并将DVI差分信号转换成TTL电平信号传输至FPGA模块；
FPGA模块用于对接收模块发送的TTL电平信号进行处理，通过视频发射模块输出；
视频发射模块用于将TTL电平信号转换成差分信号进行输出。
优选地，还包括：多个接收模块；
接收模块的接收端设有DVI接口，接收模块还用于将DVI接口接收的4对TMDS差分信号转换成包括：RGB、HSYNC以及VSYNC的TTL电平信号输出至FPGA模块。
优选地，还包括：多个视频发射模块；
视频发射模块的发送端设有DVI接口，视频发射模块还用于将从FPGA模块接收的包括：RGB、HSYNC、VSYNC的TTL电平信号转换成4对TMDS差分信号，通过DVI输出接口输出。
优选地，每个接收模块向FPGA模块输出信号为32bit，FPGA模块配置有至少32个接收IOB。
优选地，每个视频发射模块接收FPGA模块输出信号为32bit，FPGA模块配置有至少32个输出IOB。
优选地，FPGA模块中的GTH每一个bank有1对时钟信号，4对数据信号；
FPGA模块中的1个DVI接口对应连接一个BANK。
优选地，FPGA模块中设置有m+n个DVI接口，以及4*（m+n）个GTH；
m为接收模块的数量；
n为视频发射模块的数量。
优选地，FPGA模块采用XC7CX690TFFG1927芯片及其外围电路。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明中FPGA都会嵌有高速串行总线GTH的硬核， GTH的对外接口都是TMDS差分信号，可以直接连接到DVI接口，这样，在原有的基础上可以扩展多路切换信号,可以有效解决多路视频矩阵切换的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为多路视频矩阵切换的实现系统示意图；
图2为多路视频矩阵切换的实现系统实施例示意图；
图3为DVI信号的接收模块转化框图；
图4为DVI信号的视频发射模块转化框图；
图5为(m+p)*(n+q)矩阵切换框图。
具体实施方式
本发明提供一种多路视频矩阵切换的实现系统，如图1至5所示，包括：接收模块1，FPGA模块2，视频发射模块3；
接收模块1用于接收DVI差分信号，并将DVI差分信号转换成TTL电平信号传输至FPGA模块；FPGA模块2用于对接收模块发送的TTL电平信号进行处理，通过视频发射模块输出；视频发射模块3用于将TTL电平信号转换成差分信号进行输出。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本发明还包括：多个接收模块；接收模块的接收端设有DVI接口，接收模块还用于将DVI接口接收的4对TMDS差分信号转换成包括：RGB、HSYNC以及VSYNC的TTL电平信号输出至FPGA模块。每个接收模块向FPGA模块输出信号为32bit，FPGA模块配置有至少32个接收IOB。
本发明还包括：多个视频发射模块；视频发射模块的发送端设有DVI接口，视频发射模块还用于将从FPGA模块接收的包括：RGB、HSYNC、VSYNC的TTL电平信号转换成4对TMDS差分信号，通过DVI输出接口输出。每个视频发射模块接收FPGA模块输出信号为32bit，FPGA模块配置有至少32个输出IOB。
这里所描述的技术可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
在本发明中，FPGA模块中的GTH每一个bank有1对时钟信号，4对数据信号；FPGA模块中的1个DVI接口对应连接一个BANK。FPGA模块中设置有m+n个DVI接口，以及4*（m+n）个GTH；m为接收模块的数量；n为视频发射模块的数量。
所述代码或指令可以是软件和/或固件由处理电路包括一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路（ASICs），现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。
本发明中，FPGA内部的Transmitter和Receiver IP虽然是软核，也会生成和上述芯片一样的32bit数字接口，在FPGA内部切换，可以完成m*n个DVI接口矩阵切换。每个DVI接口有4对TMDS接口，可以直接与FPGA的GTH进行连接，在内部对接口进行特殊处理。4对DVI的TMDS差分信号，有1对是时钟信号，3对数据信号。各个DVI接口之间都是相互独立的，时钟也相互独立，而FPGA中的GTH一般每一个bank会有1对时钟信号，4对数据信号，所以1个DVI接口只能连接一个BANK。m+n个DVI接口需要4*（m+n）个GTH。
在一些实施例中，计算机可读存储介质可以包括非易失性介质。术语“非暂态”所述存储介质可以指示不包含在载波或传播信号。在某些实施例中，非临时性存储介质可以存储数据，它可以随时间改变（例如，RAM或者高速缓存）中。
FPGA中的GTH是硬核，一般不会特别多，和外部Transmitter和Receiver芯片结合使用，可以切换更多的DVI接口。一个FPGA芯片可以实现(m+p)*(n+q)个DVI接口的矩阵切换。
FPGA模块采用XC7CX690TFFG1927芯片及其外围电路。以Xilinx的FPGA芯片XC7CX690TFFG1927为例，有效的IOB是600个，GTH是80个。只使用外部的Transmitter和Receiver芯片时，只能切换18个DVI接口，GTH有效利用之后可以切换38个接口。
目前的Xilinx 7系列FPGA都会嵌有高速串行总线GTH的硬核，而GTH的对外接口都是TMDS差分信号，可以直接连接到DVI接口，这样，在原有的基础上可以扩展多路切换信号,可以有效解决多路视频矩阵切换的问题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，包括：接收模块，FPGA模块，视频发射模块；
接收模块用于接收DVI差分信号，并将DVI差分信号转换成TTL电平信号传输至FPGA模块；
FPGA模块用于对接收模块发送的TTL电平信号进行处理，通过视频发射模块输出；
视频发射模块用于将TTL电平信号转换成差分信号进行输出。
2.根据权利要求1所述的多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，
还包括：多个接收模块；
接收模块的接收端设有DVI接口，接收模块还用于将DVI接口接收的4对TMDS差分信号转换成包括：RGB、HSYNC以及VSYNC的TTL电平信号输出至FPGA模块。
3.根据权利要求1所述的多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，
还包括：多个视频发射模块；
视频发射模块的发送端设有DVI接口，视频发射模块还用于将从FPGA模块接收的包括：RGB、HSYNC、VSYNC的TTL电平信号转换成4对TMDS差分信号，通过DVI输出接口输出。
4.根据权利要求2所述的多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，
每个接收模块向FPGA模块输出信号为32bit，FPGA模块配置有至少32个接收IOB。
5.根据权利要求3所述的多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，
每个视频发射模块接收FPGA模块输出信号为32bit，FPGA模块配置有至少32个输出IOB。
6.根据权利要求1所述的多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，
FPGA模块中的GTH每一个bank有1对时钟信号，4对数据信号；
FPGA模块中的1个DVI接口对应连接一个BANK。
7.根据权利要求6所述的多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，
FPGA模块中设置有m+n个DVI接口，以及4*（m+n）个GTH；
m为接收模块的数量；
n为视频发射模块的数量。
8.根据权利要求1所述的多路视频矩阵切换的实现系统，其特征在于，
FPGA模块采用XC7CX690TFFG1927芯片及其外围电路。
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