CN113099148B - 一种vga输出信号分析装置、系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种VGA输出信号分析装置、系统及使用方法，VGA输信号分析装置包括VGA1接口和VGA2接口，VGA1接口和VGA2接口均连接VGA选择模块，VGA选择模块连接FPGA模块、VGA OUT接口和VGA信号隔离电路，VGA信号隔离电路发送场同步信号和行同步信号给FPGA模块，VGA信号隔离电路发送红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号给AD信号采样模块，AD信号采样模块连接FPGA模块，FPGA模块连接USB输出模块，USB输出模块连接USB接口。本发明提供的技术方案能够自动诊断VGA信号是否正常，代替传统人工诊断，改善作业人员作业环境，大大提升作业效率，降低成本。

Description

一种VGA输出信号分析装置、系统及使用方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种VGA输出信号分析装置、系统及使用方法。

背景技术

VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数显卡都带有此种接口，它传输红、绿、蓝模拟信号以及行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备。

主板服务器中大多都具有两个VGA接口，称为前置VGA接口和后置VGA接口，在工厂进行VGA接口测试时，现有技术是先将前置VGA接口连接在显示器上，然后控制服务器输出若干张图片，人工确认正常后点击按键确认，再将后置VGA接口连接到显示器，进行同样操作。人工测试分析VGA输出信号质量工作效率低，需要耗费大量人力成本，急需一种VGA信号自动分析装置，此为现有技术的不足之处。

有鉴于此，本发明提供一种VGA输出信号分析装置、系统及使用方法，以解决现有技术中存在的缺陷，是非常有必要的。

发明内容

针对人工测试分析VGA输出信号质量工作效率低，需要耗费大量人力成本的问题，本发明提供设计一种VGA输出信号分析装置、系统及使用方法，自动诊断VGA信号是否正常，代替传统人工诊断，改善工作人员作业环境，大大提升作业效率，降低成本。

为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种VGA输出信号分析装置，包括VGA1接口和VGA2接口，VGA1接口和VGA2接口均连接VGA选择模块，VGA选择模块连接FPGA模块、VGA OUT接口和VGA信号隔离电路，VGA信号隔离电路发送场同步信号和行同步信号给FPGA模块，VGA信号隔离电路发送红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号给AD信号采样模块，AD信号采样模块连接FPGA模块，FPGA模块连接USB输出模块，USB输出模块连接USB接口。

作为优选，所述VGA信号隔离电路包括运算放大器；通过运算放大器构建的VGA信号隔离电路可以减小干扰源输入的VGA信号，保证VGA信号的独立性，并通过诊断该路信号表征当前VGA选择模块所输入的信号的预期合理性。

作为优选，所述AD信号采样模块将红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号转换为对应的8位数字信号；红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号为模拟信号，需要经过AD信号采样模块转换为数字信号后发送给FPGA模块。

作为优选，所述FPGA模块对VGA信号质量进行判断，具体过程如下：第一步FPGA模块检测场同步信号的有效电平状态；第二步以场同步信号的有效电平状态设置行同步信号的有效电平状态；第三步判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序，判断为有效时序则进行下一步，否则忽略输入信号重新执行该步骤；第四步FPGA模块保存当前AD信号采样模块输送的红基色信号值、绿基色信号值和蓝基色信号值；第五步判断采样周期是否结束，采样周期结束则进行下一步，采样周期未结束则回到第三步；第六步计算采样值，判断数据质量，分析VGA信号质量。FPGA模块对输入信号的有效性进行判断，只认可VGA时序中处于有效时序内信号作为VGA信号质量的判断依据，利用算法将信号转换为可连续描述的色彩特征，判断该色彩特征是否符合预先设计输出的色彩特征，判定VGA信号质量。

作为优选，FPGA模块检测场同步信号的有效电平状态的方法是利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差进行检测判断，在一定时间内，比较高低电平时间的长短，时间长的为当前场同步信号的有效电平状态；在VGA时序中，场同步信号的有效状态时的电平并不是固定不变的，具有一定的随机性，随之行同步信号有效状态的电平也不是固定不变的，在一时刻测量场同步信号有效电平为高，在另一时刻测量就存在有效电平为低的情况，在场同步信号中，有效的场同步信号持续时间远远大于无效的场同步信号持续时间，因此FPGA模块利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差判断场同步信号有效的电平状态。

作为优选，判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序的方式如下：在VGA时序中，一个场同步信号的有效电平期间会有若干个行同步信号，当场同步信号和行同步信号在时序关系中同时处于有效电平状态时为数据的有效时序；只有在VGA时序中处于有效时序内的红基色信号数据、绿基色信号数据和蓝基色信号数据才是有效数据。

作为优选，所述VGA选择模块接收FPGA模块的指令，选择VGA1接口输出的信号或者VGA2接口输出的信号，然后将信号分离为两路，一路信号直接发送给VGA OUT接口，另一路发送给VGA信号隔离电路。

第二方面，本发明提供一种VGA输出信号分析系统，包括待诊断服务器、显示器以及VGA输出信号分析装置，所述待诊断服务器设有前置VGA接口、后置VGA接口和服务器USB接口，前置VGA接口和后置VGA接口均通过VGA线缆连接到VGA输出信号分析装置,服务器USB接口通过USB线缆连接到VGA输出信号分析装置,VGA输出信号分析装置通过VGA线缆连接到显示器；其中，前置VGA接口传输的信号和后置VGA接口传输的信号作为VGA输出信号分析装置的诊断信号，待诊断服务器利用服务器USB接口下发控制命令给VGA输出信号分析装置，VGA输出信号分析装置将命令解析后运行，服务器USB接口接收诊断结果。

第三方面，本发明还提供VGA输出信号分析系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)：判断待诊断服务器是否下发诊断命令，下发诊断命令则进入步骤2)，否则重新执行该步骤进行判断；

步骤2)：VGA输出信号分析装置解析诊断命令；

步骤3)：判断解析后的诊断命令是否正确，诊断命令正确进入步骤4)，否则重新回到步骤1)；

步骤4)：VGA输出信号分析装置分析前置VGA接口输出的信号质量和后置VGA接口输出的信号质量；

步骤5)：VGA输出信号分析装置生成前置VGA接口以及后置VGA接口的信号测试质量报告和诊断结果；

步骤6)：VGA输出信号分析装置将信号测试质量报告和诊断结果上传至待诊断服务器。

本发明的有益效果在于，利用VGA信号输出固有的VGA信号时序，采集有效电平状态下VGA信号中红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号，然后对信号进行特定分析判定VGA信号质量，实现自动诊断VGA信号是否正常，代替传统的人工诊断，改善工作人员作业环境，大大提升作业效率，降低成本；将VGA输出信号分析装置与待诊断服务器连接起来构建一套VGA输出信号分析系统，将诊断分析结果传送给服务器，实现服务器前置VGA接口和后置VGA接口的自我诊断和分析。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明实施例1提供的一种VGA输出信号分析装置的原理框图。

图2是图1中FPGA模块的流程图。

图3是VGA时序图。

图4是本发明实施例2提供的一种VGA输出信号分析系统的原理框图。

图5是本发明实施例3提供的一种VGA输出信号分析系统的使用方法路程图。

其中，1-VGA输出信号分析装置，2-VGA1接口，3-VGA2接口，4-VGA选择模块，5-FPGA模块，6-VGA信号隔离电路，7-AD信号采样模块，8-VGA OUT接口，9-USB输出模块，10-USB接口，11-待诊断服务器，12-前置VGA接口，13-后置VGA接口，14-服务器USB接口，15-显示器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本发明中出现的关键术语进行解释：

VGA(Video Graphics Array，视频图形阵列)，IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准，VGA标准输出数据专用接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数显卡都带有此种接口，它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种VGA输出信号分析装置1，包括VGA1接口2和VGA2接口3，VGA1接口2和VGA2接口3均连接VGA选择模块4，VGA选择模块4连接FPGA模块5、VGA OUT接口8和VGA信号隔离电路6，VGA选择模块4接收FPGA模块5的指令，选择VGA1接口2输出的信号或者VGA2接口3输出的信号，然后将信号分离为两路，一路信号直接发送给VGA OUT接口8，另一路发送给VGA信号隔离电路6，VGA信号隔离电路6包括运算放大器，通过运算放大器构建的VGA信号隔离电路6可以减小干扰源输入的VGA信号，保证VGA信号的独立性，并通过诊断该路信号表征当前VGA选择模块4所输入的信号的预期合理性；VGA信号隔离电路6发送场同步信号和行同步信号给FPGA模块5，VGA信号隔离电路6发送红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号给AD信号采样模块7，AD信号采样模块7将红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号转换为对应的8位数字信号；红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号为模拟信号，需要经过AD信号采样模块7转换为数字信号，AD信号采样模块7连接FPGA模块5，FPGA模块5连接USB输出模块9，USB输出模块9连接USB接口10。

本实施例中，所述FPGA模块5对VGA信号质量进行判断，如图2所示，具体过程如下：

第一步FPGA模块5检测场同步信号的有效电平状态，具体方法是利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差进行检测判断，在一定时间内，比较高低电平时间的长短，时间长的为当前场同步信号的有效电平状态；在VGA时序中，场同步信号的有效状态时的电平并不是固定不变的，具有一定的随机性，随之行同步信号有效状态的电平也不是固定不变的，在一时刻测量场同步信号有效电平为高，在另一时刻测量就存在有效电平为低的情况，在场同步信号中，有效的场同步信号持续时间远远大于无效的场同步信号持续时间，因此FPGA模块5利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差判断场同步信号有效的电平状态。

第二步以场同步信号的有效电平状态设置行同步信号的有效电平状态；

第三步判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序，判断为有效时序则进行下一步，否则忽略输入信号重新执行该步骤；判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序的方式如下：在VGA时序中，一个场同步信号的有效电平期间会有若干个行同步信号，当场同步信号和行同步信号在时序关系中同时处于有效电平状态时为数据的有效时序；只有在VGA时序中处于有效时序内的红基色信号数据、绿基色信号数据和蓝基色信号数据才是有效数据。

如图3所示的VGA时序图，其中数据表示VGA的红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号，图中场同步信号和行同步信号的有效状态为高电平，由图中时序关系可知：当场同步信号处于高电平时，数据信号有效，行同步信号处于高电平时，数据信号有效，图中场同步信号和行同步信号同时处于高电平时的数据即为有效的红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号。

第四步FPGA模块5保存当前AD信号采样模块7输送的红基色信号值、绿基色信号值和蓝基色信号值；

第五步判断采样周期是否结束，采样周期结束则进行下一步，采样周期未结束则回到第三步；

第六步计算采样值，判断数据质量，分析VGA信号质量。

通过上述步骤，FPGA模块5对输入信号的有效性进行判断，只认可VGA时序中处于有效时序内信号作为VGA信号质量的判断依据，利用算法将信号转换为可连续描述的色彩特征，判断该色彩特征是否符合预先设计输出的色彩特征，判定VGA信号质量。

实施例2：

如图4所示，本实施例提供一种VGA输出信号分析系统，包括待诊断服务器11、显示器15以及VGA输出信号分析装置1，所述待诊断服务器11设有前置VGA接口12、后置VGA接口13和服务器USB接口14，前置VGA接口12和后置VGA接口13均通过VGA线缆连接到VGA输出信号分析装置1,服务器USB接口14通过USB线缆连接到VGA输出信号分析装置1,VGA输出信号分析装置1通过VGA线缆连接到显示器15；其中，前置VGA接口12传输的信号和后置VGA接口13传输的信号作为VGA输出信号分析装置1的诊断信号，待诊断服务器11利用服务器USB接口14下发控制命令给VGA输出信号分析装置1，VGA输出信号分析装置1将命令解析后运行，服务器USB接口14接收诊断结果。

实施例3：

如图5所示，本实施例提供一种VGA输出信号分析系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)：判断待诊断服务器是否下发诊断命令，下发诊断命令则进入步骤2)，否则重新执行该步骤进行判断；

步骤2)：VGA输出信号分析装置解析诊断命令；

步骤3)：判断解析后的诊断命令是否正确，诊断命令正确进入步骤4)，否则重新回到步骤1)；

步骤4)：VGA输出信号分析装置分析前置VGA接口输出的信号质量和后置VGA接口输出的信号质量；

步骤5)：VGA输出信号分析装置生成前置VGA接口以及后置VGA接口的信号测试质量报告及诊断结果；

步骤6)：VGA输出信号分析装置将信号测试质量报告和诊断结果上传至待诊断服务器。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种VGA输出信号分析装置，其特征在于，包括VGA1接口和VGA2接口，VGA1接口和VGA2接口均连接VGA选择模块，VGA选择模块连接FPGA模块、VGA OUT接口和VGA信号隔离电路，VGA信号隔离电路发送场同步信号和行同步信号给FPGA模块，VGA信号隔离电路发送红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号给AD信号采样模块，AD信号采样模块连接FPGA模块，FPGA模块连接USB输出模块，USB输出模块连接USB接口；

所述FPGA模块对VGA信号质量进行判断，具体过程如下：第一步FPGA模块检测场同步信号的有效电平状态，具体方法是利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差进行检测判断，FPGA模块利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差判断场同步信号有效的电平状态；

第二步以场同步信号的有效电平状态设置行同步信号的有效电平状态；第三步判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序，判断为有效时序则进行下一步，否则忽略输入信号重新执行该步骤：判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序的方式如下：在VGA时序中，一个场同步信号的有效电平期间会有若干个行同步信号，当场同步信号和行同步信号在时序关系中同时处于有效电平状态时为数据的有效时序；只有在VGA时序中处于有效时序内的红基色信号数据、绿基色信号数据和蓝基色信号数据才是有效数据；

第四步FPGA模块保存当前AD信号采样模块输送的红基色信号值、绿基色信号值和蓝基色信号值；

第五步判断采样周期是否结束，采样周期结束则进行下一步，采样周期未结束则回到第三步；

第六步计算采样值，判断数据质量，分析VGA信号质量。

2.根据权利要求1所述的一种VGA输出信号分析装置，其特征在于，所述VGA信号隔离电路包括运算放大器。

3.根据权利要求1所述的一种VGA输出信号分析装置，其特征在于，所述AD信号采样模块将红基色信号、绿基色信号和蓝基色信号转换为对应的8位数字信号。

4.根据权利要求3所述的一种VGA输出信号分析装置，其特征在于，所述VGA选择模块接收FPGA模块的指令，选择VGA1接口输出的信号或者VGA2接口输出的信号，然后将信号分离为两路，一路信号直接发送给VGA OUT接口，另一路发送给VGA信号隔离电路。

5.一种VGA输出信号分析系统，其特征在于，包括待诊断服务器、显示器以及权利要求1-4任一项所述的VGA输出信号分析装置，所述待诊断服务器设有前置VGA接口、后置VGA接口和服务器USB接口，前置VGA接口和后置VGA接口均通过VGA线缆连接到VGA输出信号分析装置,服务器USB接口通过USB线缆连接到VGA输出信号分析装置,VGA输出信号分析装置通过VGA线缆连接到显示器。

6.一种VGA输出信号分析系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）：判断待诊断服务器是否下发诊断命令，下发诊断命令则进入步骤2），否则重新执行该步骤进行判断；

步骤2）：VGA输出信号分析装置解析诊断命令；

步骤3）：判断解析后的诊断命令是否正确，诊断命令正确进入步骤4），否则重新回到步骤1）；

步骤4）：VGA输出信号分析装置分析前置VGA接口输出的信号质量和后置VGA接口输出的信号质量；

步骤5）：VGA输出信号分析装置生成前置VGA接口以及后置VGA接口的信号测试质量报告和诊断结果；

步骤6）：VGA输出信号分析装置将信号测试质量报告和诊断结果上传至待诊断服务器；

其中，所述VGA输出信号分析装置对VGA信号质量进行判断，具体过程如下：

FPGA模块对VGA信号质量进行判断，具体过程如下：第一步FPGA模块检测场同步信号的有效电平状态，具体方法是利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差进行检测判断，FPGA模块利用场同步信号处于有效电平的时间及处于无效电平的时间差判断场同步信号有效的电平状态；

第二步以场同步信号的有效电平状态设置行同步信号的有效电平状态；第三步判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序，判断为有效时序则进行下一步，否则忽略输入信号重新执行该步骤：判断场同步信号以及行同步信号是否为有效时序的方式如下：在VGA时序中，一个场同步信号的有效电平期间会有若干个行同步信号，当场同步信号和行同步信号在时序关系中同时处于有效电平状态时为数据的有效时序；只有在VGA时序中处于有效时序内的红基色信号数据、绿基色信号数据和蓝基色信号数据才是有效数据；

第四步FPGA模块保存当前AD信号采样模块输送的红基色信号值、绿基色信号值和蓝基色信号值；

第五步判断采样周期是否结束，采样周期结束则进行下一步，采样周期未结束则回到第三步；

第六步计算采样值，判断数据质量，分析VGA信号质量。

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