CN112601090B - 图像传输系统以及图像信号发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像传输系统以及图像信号发生器。图像传输系统包括：数据分组模块，用于将采集到的一帧原始图像数据分为多组图像数据；通道模块，用于基于多组图像数据对应生成多组并行数据，包括多个连接数据分组模块的通道单元，其中每个通道单元均基于一组图像数据对应生成一组并行数据；数据重组模块，连接各个通道单元，用于将多组并行数据组合成一帧合成图像数据；串行数据输出模块，连接数据重组模块，用于基于合成图像数据生成串行数据而输出至显示模组。本发明将V‑BY‑ONE编码系统拆分为多个数据通道组合的形式，能够用单片FPGA实现显示模组的显示与测试，有利于减小系统体积，并降低系统功耗。

Description

图像传输系统以及图像信号发生器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种图像传输系统以及图像信号发生器。
背景技术
随着显示技术，尤其是液晶、OLED显示技术的发展，高分辨率(例如8K、10K分辨率)显示模组的市场应用愈发广泛。为了实现对高分辨率模组的调试、测试和开发，对于图像信号发生器技术也有了新的要求。
目前，由于FPGA强大的并行数据处理能力，显示模组的图像信号发生器架构中普遍采用FPGA完成图像及视频传输。在支持高分辨率显示的接口方面，DP接口受协议限制，目前最高版本协议仅能支持8K 30Hz的分辨率，无法适用于多数8K显示模组。而V-BY-ONE接口目前应用于大多数高分辨率的显示模组应用场景，能够支持8K、10K的分辨率。因此，高分辨率显示模组的图像传输系统通常采用基于FPGA的V-BY-ONE编码系统。
但是，传统的基于FPGA的V-BY-ONE编码系统中采用的FPGA架构为级联形式。这种架构集成度不高，批量生产的情况下会加大系统体积和功耗。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减小体积以及降低功耗的图像传输系统以及图像信号发生器。
一种图像传输系统，包括：
数据分组模块，用于将采集到的一帧原始图像数据分为多组图像数据；
通道模块，用于基于所述多组图像数据对应生成多组并行数据，包括多个连接所述数据分组模块的通道单元，其中每个所述通道单元均基于一组图像数据对应生成一组并行数据；
数据重组模块，连接各个所述通道单元，用于将所述多组并行数据组合成一帧合成图像数据；
串行数据输出模块，连接所述数据重组模块，用于基于所述合成图像数据生成串行数据而输出至显示模组。
在其中一个实施例中，所述图像传输系统还包括跨时钟域同步模块，所述跨时钟域同步模块连接在所述数据重组模块与所述串行数据输出模块之间，用于将所述合成图像数据的时钟域从链路层时钟域转换为物理层时钟域。
在其中一个实施例中，所述图像传输系统还包括状态机模块，用于根据所述显示模组的回传信号而获取链路状态，并将所述链路状态传输至上位机。
在其中一个实施例中，
所述通道单元包括数据组包子单元以及链路训练子单元，所述数据组包子单元用于根据V-BY-ONE协议对数据进行组包，所述链路训练子单元用于产生V-BY-ONE协议约定的训练码；
所述状态机模块连接各个所述通道单元的所述数据组包子单元以及链路训练子单元，用于根据所述链路状态而控制所述数据组包子单元以及所述链路训练子单元。
在其中一个实施例中，所述通道单元还包括扰码子单元以及位宽转换子单元，所述扰码子单元一端连接所述数据组包子单元以及所述链路训练子单元，另一端连接所述位宽转换子单元。
在其中一个实施例中，所述通道单元还包括数据同步子单元，所述数据同步子单元两端分别连接所述数据分组模块以及所述数据组包子单元，用于将接收到的一组所述图像数据做同步处理。
在其中一个实施例中，所述图像传输系统还包括动态重配置模块，所述动态重配置模块连接所述串行数据输出模块，用于根据所述显示模组的需求而动态调整所述串行数据输出模块的相关物理参数。
在其中一个实施例中，
所述串行数据输出模块包括高速收发器，所述高速收发器连接所述数据重组模块，用于对所述合成图像数据进行编码，并将并行数据转化为串行高速差分信号而输出至显示模组；
所述动态重配置模块连接所述高速收发器，用于根据所述显示模组的需求而动态调整所述高速收发器的摆幅和/或预加重。
在其中一个实施例中，
所述串行数据输出模块还包括时钟输入单元，所述时钟输入单元连接所述高速收发器，用于引入外部时钟，并对所述外部时钟作倍频处理；
所述动态重配置模块连接所述时钟输入单元，用于根据所述显示模组的需求而动态调整所述时钟输入单元的倍频系数。
一种图像信号发生器，包括上述任一项所述的图像传输系统。
上述图像传输系统以及图像信号发生器，数据分组模块将采集到的一帧原始图像数据分为多组图像数据。通道模块基于多组图像数据对应生成多组并行数据。数据重组模块将多组并行数据组合成一帧合成图像数据。串行数据输出模块基于合成图像数据生成串行数据而输出至显示模组。因此，本发明将V-BY-ONE编码系统拆分为多个数据通道组合的形式，在硬件支持条件下可以同时支持多通道V-BY-ONE传输，能够用单片FPGA实现显示模组的显示与测试，有利于减小系统体积，并降低系统功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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为一个实施例中图像传输系统结构示意图；
图2为另一个实施例中图像传输系统结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
本发明图像传输系统以及图像信号发生器可以但不限于高分辨率液晶显示模组的显示与测试。
在一个实施例中，请参阅图1，提供了一种图像传输系统，包括：数据分组模块100、通道模块200、数据重组模块300以及串行数据输出模块400。
数据分组模块100可以根据V-BY-ONE协议要求，将图像传输系统采集到的一帧原始图像数据排序分组，从而形成多组图像数据。图像传输系统可以采集存储在双倍速率同步动态随机存储器(DDR)等存储器中的原始图像数据。
通道模块200包括多个通道单元210，进而提供多个数据通道。各个通道单元210均与数据分组模块300连接，从而接收数据分组模块300发送的相应图像数据。
数据分组模块100根据显示模组需求的通道数，将各组图像数据送入对应通道单元210。
每个通道单元210均基于其接收到的一组图像数据对应生成一组并行数据，从而使得通道模块200基于接收到的多组图像数据对应生成多组并行数据。
数据重组模块300连接各个通道单元210，从而接收各个通道单元210发送的并行数据，将多组并行数据组合成一帧合成图像数据。即合成图像数据为多组并行数据的组合。
串行数据输出模块400连接数据重组模块300，从而接收数据重组模块300发送的合成图像数据，并基于合成图像数据生成串行数据。串行数据输出模块400还连接显示模组，进而将生成的串行数据输出至显示模组，从而驱动显示模组。
可以理解的是，这里串行数据输出模块400连接显示模组，可以是直接连接到显示模组，或者通过中间系统连接显示模组。即，串行数据输出模块400与显示模组之间还可以具有其他的中间系统。
例如，串行数据输出模块400与显示模组直接连接时，可以使得图像传输系统用于对显示模组进行测试。串行数据输出模块400与显示模组之间连接有图像处理系统时，可以对图像处理后进行输出显示。
在本实施例中，将V-BY-ONE编码系统拆分为多个数据通道组合的形式，在硬件支持条件下可以同时支持多通道(32/64lane)V-BY-ONE传输，能够用单片FPGA实现显示模组的显示与测试，有利于减小系统体积，并降低系统功耗。
在一个实施例中，请参阅图2，图像传输系统还包括跨时钟域同步模块500。跨时钟域同步模块500用于实现时钟域的转换。
通道模块200以及数据重组模块300均为链路层模块，而串行数据输出模块400为物理层模块，二者的时钟域不同，会造成系统处于亚稳态。
在本实施例中，设置跨时钟域同步模块500连接在数据重组模块300与串行数据输出模块400之间，进而将合成图像数据的时钟域从链路层时钟域转换为物理层时钟域，从而可以有效避免亚稳态现象出现。
在一个实施例中，图像传输系统还包括状态机模块600。状态机模块600用于获取链路状态。
作为示例，链路状态可以包括与显示模组未连接状态以及与显示模组连接状态。与显示模组连接状态具体可以包括CDR训练状态、ALN训练状态、正常发送数据状态等。
可以理解的是，当链路状态为CDR训练状态时，通道模块200的各个通道单元210均进行CDR训练；当链路状态为ALN训练状态时，通道模块200的各个通道单元210均进行ALN训练；当链路状态为正常发送数据状态时，通道模块200的各个通道单元210均正常发送数据。
在本实施例中，状态机模块600还用于连接上位机。在获取通道模块200的链路状态后，状态机模块600将通道模块200的链路状态传输至上位机。
因此，当系统故障时，相关技术人员可以从上位机获取链路状态，从而根据链路状态快速有效的判断故障原因，降低故障排查难度，从而便于维护。
例如，当系统故障而导致显示模组点不亮时，若链路状态处于CDR训练状态，则说明故障原因为时钟大小不匹配；若链路状态处于正常发送数据状态，则说明故障原因为分辨时序不正确。
在一个实施例中，状态机模块600根据显示模组的回传信号而简便有效地获取链路状态。
作为示例，状态机模块600可以根据显示模组回传的HTPDN(Hot Plug Detect)信号和LOCKN(Lock)信号而获取链路状态。
具体地，例如，当HTPDN信号与LOCKN信号均为高电平时，说明链路状态为与显示模组未连接状态。当HTPDN信号由高电平转变为低电平时，说明与显示模组连接。此时，LOCKN信号仍为高电平，说明链路状态为CDR训练状态。CDR训练状态后，LOCKN信号由高电平转变为低电平，说明链路状态变为ALN训练状态。ALN训练状态结束后，可以进行计时，当达到计时时间后，链路状态变为正常发送数据状态。
在一实施例中，通道单元210包括数据组包子单元211以及链路训练子单元212。
数据组包子单元211可以根据V-BY-ONE协议对数据进行组包。具体地，数据组包子单元211可以将图像数据的数据信号和对应图像控制位的数据打包成V-BY-ONE协议规定的数据包格式。链路训练子单元212可以产生V-BY-ONE协议约定的训练码，用于进行链路训练。
在本实施例中，状态机模块600连接各个通道单元210的数据组包子单元211以及链路训练子单元212，进而根据链路状态而控制数据组包子单元211以及链路训练子单元212。
例如，当链路状态为CDR训练状态或者ALN训练状态时，控制链路训练子单元212发送相应的训练码而进行链路训练。当链路状态为正常发送数据状态时，控制数据组包子单元211对数据进行组包发送。
在本实施例中，状态机模块600一方面可以便于对于链路状态的监控，另一方面可以通过链路状态简便有效地控制通道单元210的工作状态。
在一个实施例中，通道单元210还包括数据同步子单元213。数据同步子单元213两端分别连接数据分组模块100以及数据组包子单元211。
数据分组模块100将各组图像数据发送至各个通道单元210的数据同步子单元213，然后经过数据同步子单元213发送至数据组包子单元211。每个通道单元210的数据同步子单元213将接收到的一组图像数据做同步处理，从而保证该组图像数据具有相同的时序。
进一步地，数据同步子单元213还可以对处理后的同步数据做扩位处理，将数据位扩展成V-BY-ONE协议能支持的最大图像数据位36位，并发送到数据组包子单元211。
此外，在本发明实施例中，通道单元210还可以包括扰码子单元214以及位宽转换子单元215。扰码子单元214一端连接数据组包子单元211以及链路训练子单元212，另一端连接位宽转换子单元215。
扰码子单元214将数据组包子单元211以及链路训练子单元212的数据做V-BY-ONE协议规定的扰码处理，然后发送至位宽转换子单元215。
位宽转换子单元215接收扰码模块214的数据，根据对应的字节模式(例如三字节模式、四字节模式、五字节模式)做数据位宽转换处理，然后输出对应的并行数据到数据重组模块300。
数据重组模块300对各通道单元210的位宽转换子单元215发送的经过位宽转换的并行数据和对应控制位进行组合，从而得到合成图像数据。
在一个实施例中，图像传输系统还包括动态重配置模块700。动态重配置模块700连接串行数据输出模块400，其与串行数据输出模块400均为物理层模块。
串行数据输出模块400为物理层模块。对于不同的显示模组而言，为了保证显示或者测试质量，串行数据输出模块400需要配置不同的相关物理参数。
在本实施例中，通过动态重配置模块700的设置可以根据显示模组的需求而自动动态调整串行数据输出模块400的相关物理参数，进而可以便于维护人员进行维护。
具体地，动态重配置模块700可以受控于上位机，可以通过上位机为动态重配置模块700下发控制指令，使其进行动态重配置。
这里的上位机可以为与前述实施例提及的状态机模块600连接的上位机可以为一个机器，当然也可以不为一个。这里对此并没有限制。
在一个实施例中，串行数据输出模块400包括高速收发器410。高速收发器410连接数据重组模块300，进而对数据重组模块300生成的合成图像数据进行编码，并将并行数据转化为串行高速差分信号而输出至显示模组。
动态重配置模块700连接高速收发器410，用于根据显示模组的需求而动态调整高速收发器410的摆幅和/或预加重，以确保其物理特性满足显示模组的要求。
具体地，高速收发器410可以包括编码子单元411以及串并转换子单元412。编码子单元411连接数据重组模块300，可以根据V-BY-ONE协议对合成图像数据(并行数据)进行相应编码(例如8B/10B编码)处理，之后发送至串并转换子单元412。
串并转换子单元412两端分别连接编码子单元411与显示模组，进而将编码后的并行数据转化为串行高速差分信号输出到显示模组端。
动态重配置模块700具体可以连接高速收发器410的编码子单元411，从而动态调整高速收发器410的摆幅和/或预加重。
在一个实施例中，串行数据输出模块400还包括时钟输入单元420，时钟输入单元420连接高速收发器，用于引入外部时钟，并对外部时钟作倍频处理。
具体地，时钟输入单元420可以与高速收发器的编码子单元411以及串并转换子单元412均连接。其采用外部时钟作为基础而产生并行时钟，以供编码子单元411使用；同时对外部时钟做倍频处理而产生串行时钟，以供串并转换模块12使用。
在本实施例中，动态重配置模块700连接时钟输入单元420，进而动态调整时钟输入单元420的倍频系数，以应对各种不同的显示模组的需求。
在一个实施例中，还提供一种图像信号发生器，其包括上述任一图像传输系统。进一步地，图像信号发生器还可以包括图像生成系统以及上位机等。图像生成系统生成图像，之后经过图像传输系统传输至显示模组，上位机可以监控图像传输系统的链路状态以及控制动态重配置模块700等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种图像传输系统，其特征在于，包括：
数据分组模块，用于将采集到的一帧原始图像数据分为多组图像数据；
通道模块，用于基于所述多组图像数据对应生成多组并行数据，包括多个连接所述数据分组模块的通道单元，其中每个所述通道单元均基于一组图像数据对应生成一组并行数据；
数据重组模块，连接各个所述通道单元，用于将所述多组并行数据组合成一帧合成图像数据；
串行数据输出模块，连接所述数据重组模块，用于基于所述合成图像数据生成串行数据而输出至显示模组；
图像传输系统还包括连接上位机的状态机模块，所述状态机模块用于在获取通道模块的链路状态后，将通道模块的链路状态传输至上位机，从而用于根据所述链路状态进行系统故障原因判断，其中，所述链路状态包括与显示模组未连接状态以及与显示模组连接状态，所述与显示模组连接状态包括CDR训练状态、ALN训练状态以及正常发送数据状态。
2.根据权利要求1所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像传输系统还包括跨时钟域同步模块，所述跨时钟域同步模块连接在所述数据重组模块与所述串行数据输出模块之间，用于将所述合成图像数据的时钟域从链路层时钟域转换为物理层时钟域。
3.根据权利要求1所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像传输系统还包括状态机模块，用于根据所述显示模组的回传信号而获取链路状态，并将所述链路状态传输至上位机。
4.根据权利要求3所述的图像传输系统，其特征在于，
所述通道单元包括数据组包子单元以及链路训练子单元，所述数据组包子单元用于根据V-BY-ONE协议对数据进行组包，所述链路训练子单元用于产生V-BY-ONE协议约定的训练码；
所述状态机模块连接各个所述通道单元的所述数据组包子单元以及链路训练子单元，用于根据所述链路状态而控制所述数据组包子单元以及所述链路训练子单元。
5.根据权利要求4所述的图像传输系统，其特征在于，所述通道单元还包括扰码子单元以及位宽转换子单元，所述扰码子单元一端连接所述数据组包子单元以及所述链路训练子单元，另一端连接所述位宽转换子单元。
6.根据权利要求4所述的图像传输系统，其特征在于，所述通道单元还包括数据同步子单元，所述数据同步子单元两端分别连接所述数据分组模块以及所述数据组包子单元，用于将接收到的一组所述图像数据做同步处理。
7.根据权利要求1所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像传输系统还包括动态重配置模块，所述动态重配置模块连接所述串行数据输出模块，用于根据所述显示模组的需求而动态调整所述串行数据输出模块的相关物理参数。
8.根据权利要求7所述的图像传输系统，其特征在于，
所述串行数据输出模块包括高速收发器，所述高速收发器连接所述数据重组模块，用于对所述合成图像数据进行编码，并将并行数据转化为串行高速差分信号而输出至显示模组；
所述动态重配置模块连接所述高速收发器，用于根据所述显示模组的需求而动态调整所述高速收发器的摆幅和/或预加重。
9.根据权利要求8所述的图像传输系统，其特征在于，
所述串行数据输出模块还包括时钟输入单元，所述时钟输入单元连接所述高速收发器，用于引入外部时钟，并对所述外部时钟作倍频处理；
所述动态重配置模块连接所述时钟输入单元，用于根据所述显示模组的需求而动态调整所述时钟输入单元的倍频系数。
10.一种图像信号发生器，包括权利要求1-9任一项所述的图像传输系统。
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