CN110351512A - 一种基于同轴电缆的数据发送方法及装置 - Google Patents

一种基于同轴电缆的数据发送方法及装置 Download PDF

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CN110351512A CN201910436925.3A CN201910436925A CN110351512A CN 110351512 A CN110351512 A CN 110351512A CN 201910436925 A CN201910436925 A CN 201910436925A CN 110351512 A CN110351512 A CN 110351512A
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Abstract

本发明公开了一种基于同轴电缆的数据发送方法及装置，包括数据接收及格式转换步骤、CRC计算及插入步骤、位映射步骤、并转串步骤等，用于将所接收的一组源数据，并根据预定规则，进行数据格式转换，并插入CRC校验码、TRS序列，再根据预定的并行数据位宽W，将数据包映射成位宽为W的数据包，并进一步转换成1位的串行数据，以通过同轴电缆传输，装置，包括：数据接收及格式转换单元、CRC计算及插入单元、位映射单元和转换单元。本发明将源数据转换成串行数据，通过现有的同轴电缆发送，从而大大降低了成本。

Description

一种基于同轴电缆的数据发送方法及装置
技术领域
本发明涉及数据传输领域，尤其涉及一种基于同轴电缆的数据发送方法及装置。
背景技术
目前，随着中国视频监控市场受平安城市建设等安保项目以及各行业视频监控需求快速增长等因素的刺激和拉动，取得了超常规快速发展，整体市场规模迅速扩大。模拟监控系统由于其图像清晰度不高，已经无法满足安防需求。而采用全数字监控系统，将带来较大的布网线成本，尤其对于老旧小区和厂房等改造监控系统显的尤为明显。
视频监控的广泛应用，数字化需求越来越高，呈现替代传统模拟系统的趋势。传统的监控系统是通过复合视频信号(CVBS)进行信道编码，经同轴电缆传输的。由于亮度和色度是混合在一起的，接收端解码亮色分离时难免亮色互相串，影响图像的清晰度。而且模拟系统只能传输标清信号，不能满足时代发展的需求。当前比较流行的全数字化是使用网络摄像头，通过网线传输高清视频和音频数据。但对于现有的传统监控环境，需要替换网线，增加了成本。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的缺陷。
为达到上述目的，本发明公开了一种基于同轴电缆的数据发送方法及装置。
作为本发明的第一方面，提供一种基于同轴电缆的数据发送方法，包括：
数据接收及格式转换步骤，用于接收一组源数据，并根据预定规则，将所述源数据进行数据格式转换，获得由位宽为L的第一数据包构成的第一数据组；
CRC计算及插入步骤，用于将所述第一数据包用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出一组由多个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，以及，将该CRC校验码插入到第一数据组中，以形成第二数据组；
位映射步骤，用于生成由多个位宽为L的TRS数据包构成的时基参考TRS序列，并将其插入到第二数据组中，以形成第三数据组；根据预定的并行数据位宽W，将所述第三数据组中的数据包映射成位宽为W的数据包，以形成第四数据组；
并转串步骤，用于将第四数据组中的每个位宽为W的数据包转换成1位的串行数据，以通过同轴电缆传输；
其中，L、W均为正整数。
作为本发明的另一方面，提供一种基于同轴电缆的数据发送装置，包括：
数据接收及格式转换单元，用于接收一组源数据，并根据预定规则，将所述源数据进行数据格式转换，获得由位宽为L的第一数据包构成的第一数据组；
CRC计算及插入单元，用于将所述第一数据包用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出一组由多个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，以及，将该CRC校验码插入到第一数据组中，以形成第二数据组；
位映射单元，用于生成由多个位宽为L的TRS数据包构成的时基参考TRS序列，并将其插入到第二数据组中，以形成第三数据组；根据预定的并行数据位宽W，将所述第三数据组中的数据包映射成位宽为W的数据包，以形成第四数据组；
转换单元，用于将第四数据组中的每个位宽为W的数据包转换成1位的串行数据，以通过同轴电缆传输；
其中，L、W均为正整数。
本发明的优点在于：在现有的传统同轴电缆传输系统中，不需要重新布网线，在发送装置内部，将源数据进行数据格式转换，最终转换成1位串行数据，通过同轴电缆发送数据，从而大大降低了成本。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需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为一种基于同轴电缆的数据发送方法流程图；
图2为一种基于同轴电缆的数据发送装置框图；
图3(a)为本发明实施例一的数据格式变换时序图；
图3(b)为本发明实施例的具备M序列的行场信号的数据格式变换时序图；
图4(a)为本发明实施例一的第四数据包拼接示意图；
图4(b)为本发明实施例二的第四数据包拼接示意图；
图4(c)为本发明实施例三的第四数据包拼接示意图；
图5(a)为本发明实施例一的视频异步FIFO内第三数据包存储格式示意图；
图5(b)为本发明实施例二的视频异步FIFO内第三数据包存储格式示意图；
图5(c)为本发明实施例三的视频异步FIFO内第三数据包存储格式示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例中，公开了一种基于同轴电缆的数据发送方法，如图1所示。该方法包括：
数据接收及格式转换步骤110，用于接收一组源数据，并根据预定规则，将所述源数据中的数据进行数据格式转换，获得由位宽为L的第一数据包构成的第一数据组；
CRC计算及插入步骤120，用于将所述第一数据包用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出一组由多个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，以及，将该CRC校验码插入到第一数据组中，以形成第二数据组；
位映射步骤130，用于生成由多个位宽为L的TRS数据包构成的时基参考TRS序列，并将其插入到第二数据组中，以形成第三数据组；根据预定的并行数据位宽W，将所述第三数据组中的数据包映射成位宽为W的数据包，以形成第四数据组；
并转串步骤140，用于将第四数据组中的每个位宽为W的数据包转换成1位的串行数据，以通过同轴电缆传输。
所述数据接收及格式转换步骤110中接收的源数据可以包含视频数据和/或音频数据，可以包含行同步信号HSYNC和场同步信号VSYNC，亦可包含其它需要通过同轴电缆传输的数据。
所述CRC计算及插入步骤120中，可以根据预先设置的CRC计算公式所要求的数据位宽，对每个第一数据包先进行位宽扩展再用于CRC计算；
若CRC计算得到的初始校验码的位宽不为L，将初始校验码进行数据格式变换和/或位宽扩展，以获得由位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码。
所述CRC计算及插入步骤120中，可以将第一数据组中的第一数据包用于循环冗余CRC计算，输出一组由N个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，并将该CRC校验码插入到所述第一数据组的末尾。
所述CRC计算及插入步骤120中还包括存储步骤，用于存储第二数据组；其中，可以采用异步FIFO存储第二数据组。向第一数据组中插入CRC校验码，形成第二数据组的过程即可借助所述异步FIFO来完成。
在异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据组中的N个位宽为L的第一数据包写入异步FIFO；
而需要将所述CRC校验码插入到所述第一数据组的末尾时，则在写第一数据组中的最后1～N个第一数据包时，延长异步FIFO的写有效信号的有效时长，以执行两次写操作，其中第一次写操作用于将所述第一数据组的最后1至N个第一数据包写入异步FIFO，第二次写操作用于将基于第一数据组计算获得的CRC校验码中的最后1至N个CRC数据包写入异步FIFO。
所述位映射步骤130中，可以从所述异步FIFO读取所述第二数据组中的数据包，并在读取异步FIFO为空时，插入一组或多组TRS序列。
作为一种具体实施方式，当所述源数据中包含视频数据、行同步信号、场同步信号或其它需要通过同轴电缆传输的数据时，可以将其写入所述第一数据包。
所述位宽为L的第一数据包内可以包含A个扩展位，扩展位位于第一数据包的首位置或末位置；扩展位用于分隔各第一数据包。
可见，第一数据包中可以包含M位的视频数据，还可以包含1位行同步信号和1位场同步信号。当然第一数据包中亦可是L-A位的其它需要通过同轴电缆传输的数据。
作为一种具体实施方式，当所述源数据中包含音频数据时，可将所述音频数据及与音频数据相关的数据写入所述TRS序列。
所述位映射步骤130之后还可以包括扰码步骤，用于将所述第四数据组进行加扰处理；以及，预加重步骤，用于对扰码后的第四数据组的高频分量进行补偿。
上述步骤中，L、W、M、A、N均为正整数。其中，M根据视频数据的位数而定，如常规的视频数据一般为10位、12位、16位等。A可因需设定为1或其它正整数。N可以根据在第一数据组中插入CRC校验码所需占用的系统工作时钟个数而定，或者根据存储第二数据组的异步FIFO的写信号的有效时长而定。一般取值可以为3，也可以为4。W根据同轴电缆的传输带宽确定，如目前常见的同轴电缆可传输带宽20bx74.25MHz＝1.485G，则W＝20。当然，也有只传输带宽小的视频信号(清晰度低)比如10bx74.25MHz＝0.7425G，则W＝10。
所述数据接收及格式转换步骤110中，当获取的源数据中包含行同步信号和场同步信号时，为了增强接收端提取行场的鲁棒性，还可以为行同步信号和/或场同步信号添加M序列，即在行同步信号和/或场同步信号的上升沿和/或下降沿处添加预设的M序列。
在本发明的实施例中，还公开了一种基于同轴电缆的数据发送装置，如图2所示。该装置包括：数据接收及格式转换单元、CRC计算及插入单元、位映射单元和转换单元。
数据接收及格式转换单元，用于接收一组源数据，并根据预定规则，将所述源数据进行数据格式转换，获得由位宽为L的第一数据包构成的第一数据组；
CRC计算及插入单元，用于将所述第一数据包用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出一组由多个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，以及，将该CRC校验码插入到第一数据组中，以形成第二数据组；
位映射单元，用于生成由多个位宽为L的TRS数据包构成的时基参考TRS序列，并将其插入到第二数据组中，以形成第三数据组；根据预定的并行数据位宽W，将所述第三数据组中的数据包映射成位宽为W的数据包，以形成第四数据组；
转换单元，用于将第四数据组中的每个位宽为W的数据包转换成1位的串行数据，以通过同轴电缆传输。
还可以包括：
异步FIFO，用于存储第二数据组。
扰码单元，用于将所述第四数据组进行加扰处理；
预加重单元，用于对扰码后的第四数据组的高频分量进行补偿。
其中，异步FIFO还可以根据需要，选择视频异步FIFO和/或音频异步FIFO；当同时存在视频数据和音频数据时，可以采用视频异步FIFO存储第二数据组，采用音频异步FIFO存储音频数据。
本数据发送装置的具体工作流程可以参照前述数据发送方法的步骤执行，此处不再赘述。
尽管本发明的方法和装置可以用于各种数据在同轴电缆中传输，但为了更清楚、详细的说明本发明的设计思路，以下将以传输多媒体数据流为例，说明本发明在各种实际应用场景下的具体工作流程。
实施例一
步骤S110：接收多媒体数据流；将多媒体数据流进行数据格式转换，得到第一数据流，所述第一数据流由多个位宽为L的第一数据包构成。
其中，接收多媒体数据流时，获取多媒体数据流中包含的10位视频数据、32位音频数据、1位行同步信号和1位场同步信号。作为本技术领域内的公知技术，行同步信号可用于指示上一行多媒体数据流传输结束和下一行多媒体数据流传输开始，因而对应于前述实施例，可以将一行多媒体数据流视作一组源数据。
将10位视频数据、1位行同步信号、1位场同步信号和1个扩展位，用0补足扩展位，形成13位的第一数据包，如表1所示，其中Din[9:0]表示10位视频数据。所述扩展位用于后续进行数据包合并/拼接时，进行数据间隔。扩展位可以根据需要设置1位或多位，亦可自定义扩展位的值。
Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
Din[9] Din[8] Din[7] Din[6] Din[5] Din[4] Din[3] Din[2] Din[1] Din[0] HSYNC VSYNC 0
表1 13位的第一数据包
步骤S120：将第一数据流中的第一数据包依次用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出CRC码，所述CRC码由多个位宽为L的CRC数据包构成；将所述CRC码插入所述第一数据流中，形成第二数据流，所述第二数据流由多个位宽为L的第二数据包构成。
其中，设置CRC计算公式要求的数据位宽为10，将第一数据包扩展成20位。如将13位的第一数据包中的扩展位，及为了计算扩展的7位，均设置在20位数据包的低位，并用0补足。数据格式如表2所示。
表2扩展为20位的第一数据包
CRC计算的具体方法可以采用本领域内的通用技术，本发明中对此不做具体限定。
如本实施例中，采用CRC多项式EDC(x)＝x18+x5+x4+1，分别对扩展为20位的第一数据包的高10位和低10位进行计算，得到初始校验码。初始校验码包括高18位的CRC数据包CRCM[17:0]和低18位的CRC数据包CRCL[17:0]。
由于第一数据流中的数据包位宽均为13位，为了便于CRC校验码的插入，将初始校验码进行位宽扩展和格式变换，使其数据包的位宽与第一数据流中的第一数据包的位宽相同，由此得到39位的CRC码，包括3个13位的CRC数据包，位宽扩展和格式变换的方法可根据实际需求设置。作为一种较佳实施方式，位宽扩展和/或格式变换后的CRC码的数据结构如下：
13bx3:{{CRCL[11:0],1′b0},{CRCL[17:12],CRCM[5:0],1′b0},{CRCM[17:6],1′b0}}
其中，第一个13位CRC数据包为CRC计算得到的低18位中的12位与1位扩展位，第二个13位CRC数据包为CRC计算得到的低18位中的6位、高18位中的6位与1位扩展位，第三个13位CRC数据包为CRC计算得到的高18位中的12位与1位扩展位，其中扩展位由0补足。
本实施例中，在行同步信号指示一行多媒体数据流传输开始时，将这一行多媒体数据流所对应的多个第一数据包，依次用于CRC计算，在行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束时，获得一组由3个位宽为13的CRC数据包构成的CRC码。
同时，如图3(a)所示，在行同步信号HSYNC指示一行多媒体数据流传输结束的下一个系统时钟周期内，借助视频异步FIFO向第一数据流中插入CRC码，形成第二数据流。具体为：
在视频异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据流中的1～3个第一数据包写入异步FIFO。
当检测到行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束后，延长异步FIFO的写信号的有效时长，以执行两次写操作。其中，第一次写操作将该行尾的1～3个第一数据包写入异步FIFO，第二次写操作将该行对应的1～3个CRC数据包写入异步FIFO。
举例来说，若多媒体数据流的行长为999，即一行为999个第一数据包，行尾需插入3个CRC数据包。为了便于CRC数据包插入，将第一数据流每次按3个第一数据包合并写入异步FIFO。则，在视频异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据流中的3个位宽为13的第一数据包写入异步FIFO。本实施例中，视频异步FIFO的写信号的一个有效时长为一个系统时钟周期。当检测到行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束后，延长视频异步FIFO的写信号的有效时长至两个系统时钟周期，以执行两次写操作。其中，第一次写操作将该行尾的最后3个第一数据包写入视频异步FIFO，第二次写操作将该行对应的3个CRC数据包一次写入视频异步FIFO。
若多媒体数据流的行长为1000，即一行为1000个第一数据包。行尾插入3个CRC数据包。则在插入CRC数据包时，第一次写操作将该行尾的1个第一数据包和2个CRC数据包写入异步FIFO，第二次写操作将该行尾的1个CRC数据包写入异步FIFO。
步骤S130：根据预置协议，生成时基参考TRS序列，所述TRS序列由多个位宽为L的TRS数据包构成；将所述TRS序列插入到第二数据流中，形成第三数据流，所述第三数据流由多个位宽为L的第三数据包构成；将所述第三数据流映射成第四数据流，所述第四数据流由多个位宽为W的第四数据包构成。
作为本领域内的公知技术，时基参考TRS序列通常用于传输与多媒体数据流相关的同步信号、控制信号等。本实施例中，在生成时基参考TRS序列时，自音频异步FIFO读取32位的音频数据并写入TRS数据包，本实施例中通过预设协议规定一组TRS序列包含6个13位的TRS数据包，如表3所示。
表3 TRS序列
其中，TRS_HEAD为2个13位头部数据，TRS_INFO为4个13位信息数据。
头部数据用于定位TRS数据包，以及与视频数据区分。
信息数据中，AUD_L为左声道16位数据，AUD_R为右声道16位数据，PN_L/P_L为左声道数据奇偶校验位，PN_R/P_R为右声道数据奇偶校验位，AUD_VALID为音频数据有效位，ctrl_info为控制信息，cnt为TRS包计数位。
将TRS序列在从异步FIFO读取第二数据流，且在读取异步FIFO为空时，插入一组或多组。作为一种较佳实施例，可以一次插入4组，用cnt标记(0到3)，直到视频异步FIFO不为空。这样接收端在根据cnt值确定接收到至少2组正确的TRS序列时，可以认为找到正确的TRS序列。
将由13位数据包构成的第三数据流映射成由20位数据包构成的第四数据流。
其中，第一个13位数据包和第二个13位数据包的低7位形成第一个20位数据包，第二个13位数据包的高6位、第三个13位数据包和第四个13位数据包的低1位形成第二个20位数据，第四个13位数据包的高12位和第五个13位数据包的低8位形成第三个20位数据，依次类推。如图4(a)所示。本领域内的普通技术人员应当可知的，该映射的方法仅是一种较佳实施方案，具体实施时，还可以采用其它各种具体映射方法。
步骤S140：将第四数据流中的每个第四数据包转换成1位的串行数据。
实施例二
步骤S110：接收多媒体数据流；将所述多媒体数据流进行数据格式转换，得到第一数据流，所述第一数据流由多个位宽为L的第一数据包构成。
其中，接收多媒体数据流时，获取多媒体数据流中包含的12位视频数据、32位音频数据、1位行同步信号和1位场同步信号。
将12位视频数据、1位行同步信号、1位场同步信号和1个扩展位，用0补足扩展位，形成15位的第一数据包，如表4所示，其中Din[11:0]表示12位视频数据。所述扩展位用于后续进行数据包合并/拼接时，进行数据间隔。扩展位可以根据需要设置1位或多位，亦可自定义扩展位的值。
Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
Din[11] Din[10] Din[9] Din[8] Din[7] Din[6] Din[5] Din[4] Din[3] Din[2] Din[1] Din[0] HSYNC VSYNC 0
表4 15位的第一数据包
步骤S120：将所述第一数据流中的第一数据包依次用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出CRC码，所述CRC码由多个位宽为L的CRC数据包构成；将所述CRC码插入所述第一数据流中，形成第二数据流，所述第二数据流由多个位宽为L的第二数据包构成。
其中，设置CRC计算公式要求的数据位宽为10，将第一数据包扩展成20位。如将15位的第一数据包中的扩展位，及为了计算扩展的5位，均设置在20位数据包的低位，并用0补足。数据格式如表5所示。
表5扩展为20位的第一数据包
CRC计算的具体方法可以采用本领域内的通用技术，本发明中对此不做具体限定。
如本实施例中，采用CRC多项式EDC(x)＝x18+x5+x4+1，分别对扩展为20位的第一数据包的高10位和低10位进行计算，得到初始校验码。初始校验码包括高18位的CRC数据包CRCM[17:0]和低18位的CRC数据包CRCL[17:0]。
由于第一数据流中的数据包位宽均为15位，为了便于CRC校验码的插入，将初始校验码进行位宽扩展和格式变换，使其数据包的位宽与第一数据流中的第一数据包的位宽相同，由此得到45位的CRC码，包括3个15位的CRC数据包，位宽扩展和格式变换的方法可根据实际需求设置。作为一种较佳实施方式，位宽扩展和/或格式变换后的CRC码的数据结构如下：
15bx3:{{CRCL[11:0],3′b0},{CRCL[17:12],CRCM[5:0],3′b0},{CRCM[17:6],3′b0}}
其中，第一个15位CRC数据包为CRC计算得到的低18位中的12位与3位扩展位，第二个15位CRC数据包为CRC计算得到的低18位中的6位、高18位中的6位与3位扩展位，第三个15位CRC数据包为CRC计算得到的高18位中的12位与3位扩展位，其中扩展位由0补足。
本实施例中，在行同步信号指示一行多媒体数据流传输开始时，将这一行多媒体数据流所对应的多个第一数据包，依次用于CRC计算，在行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束时，获得一组由3个位宽为15的CRC数据包构成的CRC码。
同时，如图3(a)所示，在行同步信号HSYNC指示一行多媒体数据流传输结束的下一个系统时钟周期内，借助视频异步FIFO向第一数据流中插入CRC码，形成第二数据流。具体为：
在视频异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据流中的1～3个第一数据包写入异步FIFO。
当检测到行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束后，延长异步FIFO的写信号的有效时长，以执行两次写操作。其中，第一次写操作将该行尾的1～3个第一数据包写入异步FIFO，第二次写操作将该行对应的1～3个CRC数据包写入异步FIFO。
举例来说，若多媒体数据流的行长为999，即一行为999个第一数据包，行尾需插入3个CRC数据包。为了便于CRC数据包插入，将第一数据流每次按3个第一数据包合并写入异步FIFO。则，在视频异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据流中的3个位宽为15的第一数据包写入异步FIFO。本实施例中，视频异步FIFO的写信号的一个有效时长为一个系统时钟周期。当检测到行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束后，延长视频异步FIFO的写信号的有效时长至两个系统时钟周期，以执行两次写操作。其中，第一次写操作将该行尾的最后3个第一数据包写入视频异步FIFO，第二次写操作将该行对应的3个CRC数据包一次写入视频异步FIFO。
若多媒体数据流的行长为1000，即一行为1000个第一数据包。行尾插入3个CRC数据包。则在插入CRC数据包时，第一次写操作将该行尾的1个第一数据包和2个CRC数据包写入异步FIFO，第二次写操作将该行尾的1个CRC数据包写入异步FIFO。
步骤S130：根据预置协议，生成时基参考TRS序列，所述TRS序列由多个位宽为L的TRS数据包构成；将所述TRS序列插入到第二数据流中，形成第三数据流，所述第三数据流由多个位宽为L的第三数据包构成；将所述第三数据流映射成第四数据流，所述第四数据流由多个位宽为W的第四数据包构成。
时基参考TRS序列通常用于传输与多媒体数据流相关的同步信号、控制信号等。本实施例中，在生成时基参考TRS序列时，自音频异步FIFO读取32位的音频数据并写入TRS数据包，本实施例中通过预设协议规定一组TRS序列包含6个15位的TRS数据包，如表6所示。
表6 TRS序列
其中，TRS_HEAD为2个15位头部数据，TRS_INFO为4个15位信息数据。
头部数据用于定位TRS数据包，以及与视频数据区分。
信息数据中，AUD_L为左声道16位数据，AUD_R为右声道16位数据，PN_L/P_L为左声道数据奇偶校验位，PN_R/P_R为右声道数据奇偶校验位，AUD_VALID为音频数据有效位，ctrl_info为控制信息，cnt为TRS包计数位。
将TRS序列在从异步FIFO读取第二数据流，且在读取异步FIFO为空时，插入一组或多组。作为一种较佳实施例，可以一次插入6组，用cnt标记(0到5)，直到视频异步FIFO不为空。这样接收端在根据cnt值确定接收到至少3组正确的TRS序列时，可以认为找到正确的TRS序列。
将由15位数据包构成的第三数据流映射成由20位数据包构成的第四数据流。
其中，第一个15位数据包和第二个15位数据包的低5位形成第一个20位数据包，第二个15位数据包的高10位、第三个15位数据包的低10位形成第二个20位数据，第三个15位数据包的高5位和第四个15位数据包形成第三个20位数据。如图4(b)所示。本领域内的普通技术人员应当可知的，该映射的方法仅是一种较佳实施方案，具体实施时，还可以采用其它各种具体映射方法。
步骤S140：将第四数据流中的每个第四数据包转换成1位的串行数据。
实施例三
步骤S110：接收多媒体数据流；将所述多媒体数据流进行数据格式转换，得到第一数据流，所述第一数据流由多个位宽为L的第一数据包构成。
其中，接收多媒体数据流时，获取多媒体数据流中包含的16位视频数据、32位音频数据、1位行同步信号和1位场同步信号。
将16位视频数据、1位行同步信号、1位场同步信号和1个扩展位，用0补足扩展位，形成19位的第一数据包，如表7所示，其中Din[15:0]表示16位视频数据。所述扩展位用于后续进行数据包合并/拼接时，进行数据间隔。扩展位可以根据需要设置1位或多位，亦可自定义扩展位的值。
Bit18 Bit17 Bit16 Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
Din[15] Din[14] Din[13] Din[12] Din[11] Din[10] Din[9] Din[8] Din[7] Din[6] Din[5] Din[4] Din[3] Din[2] Din[1] Din[0] HSYNO VSYNO 0
表7 19位的第一数据包
步骤S120：将所述第一数据流中的第一数据包依次用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出CRC码，所述CRC码由多个位宽为L的CRC数据包构成；将所述CRC码插入所述第一数据流中，形成第二数据流，所述第二数据流由多个位宽为L的第二数据包构成。
其中，设置CRC计算公式要求的数据位宽为10，将第一数据包扩展成20位。如将19位的第一数据包中的扩展位，及为了计算扩展的1位，均设置在20位数据包的低位，并用0补足。数据格式如表8所示。
表8扩展为20位的第一数据包
CRC计算的具体方法可以采用本领域内的通用技术，本发明中对此不做具体限定。
如本实施例中，采用CRC多项式EDC(x)＝x18+x5+x4+1，分别对扩展为20位的第一数据包的高10位和低10位进行计算，得到初始校验码。初始校验码包括高18位的CRC数据包CRCM[17:0]和低18位的CRC数据包CRCL[17:0]。
由于第一数据流中的数据包位宽均为19位，为了便于CRC校验码的插入，将初始校验码进行位宽扩展和格式变换，使其数据包的位宽与第一数据流中的第一数据包的位宽相同，由此得到57位的CRC码，包括3个19位的CRC数据包，位宽扩展和格式变换的方法可根据实际需求设置。作为一种较佳实施方式，位宽扩展和/或格式变换后的CRC码的数据结构如下：
19bx3:{{CRCL[11:0],7′b0},{CRCL[17:12],CRCM[5:0],7′b0},{CRCM[17:6],7′b0}}
其中，第一个19位CRC数据包为CRC计算得到的低18位中的12位与7位扩展位，第二个19位CRC数据包为CRC计算得到的低18位中的6位、高18位中的6位与7位扩展位，第三个19位CRC数据包为CRC计算得到的高18位中的12位与7位扩展位，其中扩展位由0补足。
本实施例中，在行同步信号指示一行多媒体数据流传输开始时，将这一行多媒体数据流所对应的多个第一数据包，依次用于CRC计算，在行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束时，获得一组由3个位宽为19的CRC数据包构成的CRC码。
同时，如图3(a)所示，在行同步信号HSYNC指示一行多媒体数据流传输结束的下一个系统时钟周期内，借助视频异步FIFO向第一数据流中插入CRC码，形成第二数据流。具体为：
在视频异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据流中的1～3个第一数据包写入异步FIFO。
当检测到行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束后，延长异步FIFO的写信号的有效时长，以执行两次写操作。其中，第一次写操作将该行尾的1～3个第一数据包写入异步FIFO，第二次写操作将该行对应的1～3个CRC数据包写入异步FIFO。
举例来说，若多媒体数据流的行长为999，即一行为999个第一数据包，行尾需插入3个CRC数据包。为了便于CRC数据包插入，将第一数据流每次按3个第一数据包合并写入异步FIFO。则，在视频异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据流中的3个位宽为19的第一数据包写入异步FIFO。本实施例中，视频异步FIFO的写信号的一个有效时长为一个系统时钟周期。当检测到行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束后，延长视频异步FIFO的写信号的有效时长至两个系统时钟周期，以执行两次写操作。其中，第一次写操作将该行尾的最后3个第一数据包写入视频异步FIFO，第二次写操作将该行对应的3个CRC数据包一次写入视频异步FIFO。
若多媒体数据流的行长为1000，即一行为1000个第一数据包。行尾插入3个CRC数据包。则在插入CRC数据包时，第一次写操作将该行尾的1个第一数据包和2个CRC数据包写入异步FIFO，第二次写操作将该行尾的1个CRC数据包写入异步FIFO。
步骤S130：根据预置协议，生成时基参考TRS序列，所述TRS序列由多个位宽为L的TRS数据包构成；将所述TRS序列插入到第二数据流中，形成第三数据流，所述第三数据流由多个位宽为L的第三数据包构成；将所述第三数据流映射成第四数据流，所述第四数据流由多个位宽为W的第四数据包构成。
时基参考TRS序列通常用于传输与多媒体数据流相关的同步信号、控制信号等。本实施例中，在生成时基参考TRS序列时，自音频异步FIFO读取32位的音频数据并写入TRS数据包，本实施例中通过预设协议规定一组TRS序列包含6个19位的TRS数据包，如表9所示。
表9 TRS序列
其中，TRS_HEAD为2个19位头部数据，TRS_INFO为4个19位信息数据。
头部数据用于定位TRS数据包，以及与视频数据区分。
信息数据中，AUD_L为左声道16位数据，AUD_R为右声道16位数据，PN_L/P_L为左声道数据奇偶校验位，PN_R/P_R为右声道数据奇偶校验位，AUD_VALID为音频数据有效位，ctrl_info为控制信息，cnt为TRS包计数位。
将TRS序列在从异步FIFO读取第二数据流，且在读取异步FIFO为空时，插入一组或多组。作为一种较佳实施例，可以一次插入6组，用cnt标记(0到5)，直到视频异步FIFO不为空。这样接收端在根据cnt值确定接收到至少3组正确的TRS序列时，可以认为找到正确的TRS序列。
将由19位数据包构成的第三数据流映射成由20位数据包构成的第四数据流。
其中，第一个19位数据包和第二个19位数据包的低1位形成第一个20位数据包，第二个19位数据包的高18位和第三个19位数据包的低2位形成第二个20位数据，第三个19位数据包的高17位和第四个19位数据包的低3位形成第三个20位数据，依次类推。如图4(c)所示。本领域内的普通技术人员应当可知的，该映射的方法仅是一种较佳实施方案，具体实施时，还可以采用其它各种具体映射方法。
步骤S140：将第四数据流中的每个第四数据包转换成1位的串行数据。
实施例四
步骤S110：将所述多媒体数据流进行数据格式转换，得到第一数据流，所述第一数据流由多个位宽为L的第一数据包构成。
其中，接收多媒体数据流时，获取多媒体数据流中包含的16位视频数据和32位音频数据。
此时不存在行同步信号和场同步信号，自定义1位行同步信号和1位场同步信号。
将16位视频数据、1位行同步信号、1位场同步信号和1个扩展位，用0补足扩展位，形成19位的第一数据包。
后续步骤同实施例三，此处不再赘述。
针对上述实施例一、二、三、四还可执行如下步骤。
为了增强接收端提取行场的鲁棒性，减小传输中信号受到的干扰。为行同步信号和场同步信号添加M序列，即在行同步信号和场同步信号的上升沿和下降沿处添加预设的M序列。作为一种较佳实施例，在上升沿和/或下降沿添加预设的M序列是指，将上升沿后的信号1或者下降沿后的信号0，改为M序列的值，如16位的二进制码0001101101011001。
针对于下降沿具备M序列的行同步信号，在行同步信号指示一行多媒体数据流传输结束时，在其M序列后的预定时长，如2、3或4个系统时钟周期后，向第一数据流中插入CRC码，形成第二数据流。如图3(b)所示，HSYNC_map表示具备M序列的行同步信号；VSYNC_map表示具备M序列的场同步信号；M sequence表示M序列。
为了减少码间干扰和抖动，方便接收端的时钟提取。使用公式G(x)＝x9+x4+1对第四数据流进行加扰处理。
为了在接收端得到较好的信号波形，对受损信号进行补偿，即对扰码处理后的第四数据流进行预加重处理。以降低同轴电缆的高频衰减引起的接收端的信号码间干扰ISI。
在上述实施例一、二、三、四中，均可使用大小为32X57b，工作时钟为74.25MHz的视频异步FIFO。其中，实施例一中，13位的第三数据流在视频异步FIFO中的存储格式，如图5(a)所示；实施例二中，15位的第三数据流在视频异步FIFO中的存储格式，如图5(b)所示；实施例三中，19位的第三数据流在视频异步FIFO中的存储格式，如图5(c)所示；其中阴影格表示写入数据，空白格表示未写入数据。
在上述实施例一、二、三、四中，均可使用大小为8X32b，写时钟为3.072MHz，读时钟为74.25MHz的音频异步FIFO。
本实施例中提供了一种基于同轴电缆的数据发送装置及方法。在现有的传统监控系统中，不需要重新布网线，在发送装置内部，将原有的视频数据流和音频数据转换成1位串行数据。通过同轴电缆发送高清视频和音频数据，从而大大降低了成本。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于同轴电缆的数据发送方法，其特征在于，包括：
数据接收及格式转换步骤，用于接收一组源数据，并根据预定规则，将所述源数据进行数据格式转换，获得由位宽为L的第一数据包构成的第一数据组；
CRC计算及插入步骤，用于将所述第一数据包用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出一组由多个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，以及，将该CRC校验码插入到第一数据组中，以形成第二数据组；
位映射步骤，用于生成由多个位宽为L的TRS数据包构成的时基参考TRS序列，并将其插入到第二数据组中，以形成第三数据组；根据预定的并行数据位宽W，将所述第三数据组中的数据包映射成位宽为W的数据包，以形成第四数据组；
并转串步骤，用于将第四数据组中的每个位宽为W的数据包转换成1位的串行数据，以通过同轴电缆传输；
其中，L、W均为正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预先设置的CRC计算公式所要求的数据位宽，对每个第一数据包先进行位宽扩展再用于CRC计算；
若CRC计算得到的初始校验码的位宽不为L，将初始校验码进行数据格式变换和/或位宽扩展，以获得由位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，位宽为L的第一数据包内包含A个扩展位，扩展位位于第一数据包的首位置或末位置；
其中，A为正整数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述CRC计算及插入步骤中，将第一数据组中的第一数据包用于循环冗余CRC计算，输出一组由N个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，并将该CRC校验码插入到所述第一数据组的末尾，
N为正整数。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述CRC计算及插入步骤中还包括存储步骤，用于存储第二数据流；其中，
采用异步FIFO存储第二数据流。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在异步FIFO的写信号的一个有效时长内，执行一次写操作，将第一数据组中的N个位宽为L的第一数据包写入异步FIFO；
在写第一数据组中的最后1～N个第一数据包时，延长异步FIFO的写有效信号的有效时长，以执行两次写操作，其中第一次写操作用于将所述第一数据组的最后1至N个第一数据包写入异步FIFO，第二次写操作用于将基于第一数据组计算获得的CRC校验码中的最后1至N个CRC数据包写入异步FIFO。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述位映射步骤中，从所述异步FIFO读取所述第二数据组中的数据包，并在读取异步FIFO为空时，插入一组或多组TRS序列。
8.如权利要求1所述方法，其特征在于，当所述源数据中包含视频数据时，将所述视频数据写入所述第一数据包；
当所述源数据中包含音频数据时，将所述音频数据及与音频数据相关的数据写入所述TRS序列。
9.如权利要求1所述方法，其特征在于，
还包括扰码步骤，用于将所述第四数据组进行加扰处理；
预加重步骤，用于对扰码后的第四数据组的高频分量进行补偿。
10.一种基于同轴电缆的数据发送装置，其特征在于，包括：
数据接收及格式转换单元，用于接收一组源数据，并根据预定规则，将所述源数据进行数据格式转换，获得由位宽为L的第一数据包构成的第一数据组；
CRC计算及插入单元，用于将所述第一数据包用于循环冗余CRC计算，并根据预定规则，输出一组由多个位宽为L的CRC数据包构成的CRC校验码，以及，将该CRC校验码插入到第一数据组中，以形成第二数据组；
位映射单元，用于生成由多个位宽为L的TRS数据包构成的时基参考TRS序列，并将其插入到第二数据组中，以形成第三数据组；根据预定的并行数据位宽W，将所述第三数据组中的数据包映射成位宽为W的数据包，以形成第四数据组；
转换单元，用于将第四数据组中的每个位宽为W的数据包转换成1位的串行数据，以通过同轴电缆传输；
其中，L、W均为正整数。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
异步FIFO，用于存储第二数据组。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
扰码单元，用于将所述第四数据组进行加扰处理；
预加重单元，用于对扰码后的第四数据组的高频分量进行补偿。
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