CN113784100A - 模块化gmsl视频信号光纤传输系统 - Google Patents

模块化gmsl视频信号光纤传输系统 Download PDF

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李戎
陈嘉翔
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    • H04N7/22—Adaptations for optical transmission

Abstract

本发明提供了一种模块化GMSL视频信号光纤传输系统，包括：发送端和接收端；所述发送端包括依次连接的电源电路、滤波电路、电压转化电路、电光转化模块和光发送模块电路；所述接收端包括依次连接的电源电路、光接收模块电路、编解码电路和MCU电路。本发明实现了GMSL视频信号高效可靠的光纤传输，扩充市场上对GMSL视频信号光纤传输系统的需求，同时适应对电子类产品不断小型化、模块化的市场需求。

Description

模块化GMSL视频信号光纤传输系统
技术领域
本发明涉及光纤传输技术领域，具体地，涉及一种模块化GMSL视频信号光纤传输系统。
背景技术
传统市场流行的视频信号光纤传输系统采用的视频制式方案多为模拟信号、HDMI信号、SDI信号或CameraLink等，将输入的视频信号进行解码处理后，再通过光电转换进行光传输。
本发明使用的是市场上还未广泛流行的GMSL视频信号，该视频信号是一种较新的视频制式，用于车载视频、音频及控制信号的传输，使用差分屏蔽双绞线电缆传输距离可达15米。15米以上的电缆传输环境下不能保证信号的完整性，因此需要光纤传输系统进行远距离传输。本发明为GMSL视频信号的小型化、模块化的光纤传输系统，实现GMSL视频信号的远距离高效可靠传输。
专利文献CN105025277A(申请号：CN201510442549.0)公开了一种LED显示屏光纤传输系统，包括：用于提供电源的电源供应箱、上位机、视频处理单元、用于将视频电信号转换为光信号的SFP光模块发送单元、用于将光信号转为电信号的SFP光模块接收单元、用于处理电信号的信号处理单元、用于将信号处理单元的视频信号转换成差分信号并驱动LED显示屏的显示驱动单元；电源供应箱通过电源线连接与视频处理单元、信号处理单元，视频处理单元与SFP光模块发送单元连接，SFP光模块发送单元通过光纤与SFP光模块接收单元连接，信号处理单元分别与SFP光模块接收单元、显示驱动单元连接，视频处理单元之间通过DVI线级联。然而该专利在进行远距离信号传输时，无法保证信号的完整性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种模块化GMSL视频信号光纤传输系统。
根据本发明提供的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，包括：发送端和接收端；
所述发送端包括依次连接的电源电路、滤波电路、电压转化电路、电光转化模块和光发送模块电路；
所述接收端包括依次连接的电源电路、光接收模块电路、编解码电路和MCU电路。
优选的，发送端输入的电源电压经过滤波电路，使其成为符合电磁兼容性要求的工作电源，然后传输给电压转化电路，电源转化处理由电路中的宽压直流电源电路完成，实现不同的输入电压转化为符合电路中各类IC的工作电压；
GMSL差分视频信号进入电光转化模块与光发送模块电路，实现电信号到光信号的转换，并最终以光纤接口方式向外部提供光信号源。
优选的，接收端通过光纤接口接收来自发送端传输的光信号，并通过光接收模块电路将光信号还原为GMSL差分视频信号，在编解码电路中将GMSL差分视频信号通过解码芯片MAX9276进行解码分析，判断其编码状态，并将预设并行编码通过编码芯片MAX9275还原为串行差分信号后输出给外部接口，通过MCU电路配置编解码芯片的初始化状态，同时监控光接收模块电路的工作状态，通过LED指示灯指示当前的编码状态。
优选的，在光接收模块电路异常时工作指示灯熄灭，对用户提示检查发送端工作情况；
在解码芯片MAX9276的编码状态异常时，将误码指示反馈给MCU电路，MCU电路将通过误码反馈信号响应对编码芯片MAX9276的复位，再次检查编码状态，直到编码状态正常为止；
在编码芯片复位过程中，编码状态指示灯持续熄灭，提示用户检查发送端视频信号输入是否正常，直到编码状态恢复正常再点亮指示灯。
优选的，通过系统软件进行GMSL视频信号光纤传输，所述系统软件为嵌入式软件，固化在接收端中的MCU电路中，结合硬件电路配置MAX9276、MAX9275芯片控制端口，采集MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息，对光接收模块电路的工作状态进行监控，对视频信号进行监控及误码复位。
优选的，所述系统软件具备看门狗防抱死的功能，软件初始化系统时间小于2s，看门狗溢出时间为10s，误码复位单次执行复位时间≤3s。
优选的，配置MAX9276、MAX9275芯片控制端口的软件能力是通过I/O端口配置控制MAX9276、MAX9275芯片正常工作使能，并驱动LED指示灯实现MAX9276、MAX9275芯片工作状态反馈来完成。
优选的，MAX9276芯片解码状态功能所需要的软件能力是通过I/O端口读取MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息，并驱动LED指示灯反馈解码状态及误码信息实现状态反馈来完成。
优选的，光接收模块电路工作状态监控功能所需要的软件能力是通过I/O端口读取光接收模块电路端口状态信息，并驱动LED指示灯实现光接收模块电路状态反馈来完成。
优选的，视频信号监控及误码复位功能所需要的软件能力是通过周期性读取光接收模块电路工作状态端口状态信息判断是否接收到有效视频信号，在没接收到有效视频信号时，通过I/O端口控制熄灭LED指示灯；
通过周期性读取MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息判断MAX9276芯片解码工作是否正常，在出现解码有误码时，通过软件控制熄灭LED指示灯，并控制复位MAX9276芯片，实现误码复位的功能。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明实现了GMSL视频信号高效可靠的光纤传输，扩充市场上对GMSL视频信号光纤传输系统的需求，同时适应对电子类产品不断小型化、模块化的市场需求。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为产品使用连接图；
图2为发送端组成图；
图3为接收端组成图；
图4为光发送模块电路图；
图5为光接收模块电路图；
图6为视频解码电路图；
图7为视频编码电路图；
图8为软件方案框图；
图9为软件关系图；
图10为软件流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
如图1～图9，本发明由发送端和接收端组成，其中发送端的电路模块由电源电路、光发送模块电路和输入接口电路组成；接收端的电路模块由电源电路、光接收模块电路、编解码电路和MCU电路组成。
发送端输入的电源电压经过滤波电路，使其成为符合电磁兼容性要求的工作电源，传输给电压转化电路。电源转化处理主要由电路中的宽压直流电源电路完成，实现不同的输入电压转化为符合电路中各类IC的正常工作电压，电路具有电源隔离功能，保证外部电源的扰动不会直接影响到系统的正常工作。GMSL差分视频信号进入电光转化与光发送模块电路，实现电信号到光信号的转换，并最终以光纤接口方式向外部提供光信号源。
接收端通过光纤接口接收来自发送端传输过来的光信号，并通过光接收模块电路将光信号还原为GMSL差分视频信号。将GMSL差分视频信号通过解码芯片MAX9276进行解码分析，判断其编码状态，并将正确的并行编码通过编码芯片MAX9275还原为串行差分信号后输出给外部接口，同时通过LED指示灯指示当前的编码状态是否正常。通过MCU配置编解码芯片的初始化状态，同时监控光模块工作状态。本系统能通过LED指示灯指示光接收模块当前的工作状态以及MAX9276的编码状态是否正常的同时，在光接收模块异常时工作指示灯熄灭，对用户提示检查发送端工作情况；在MAX9276的编码状态异常时，会将误码指示反馈给MCU，MCU将通过误码反馈信号响应对编码芯片MAX9276的复位，再次检查编码状态，直到编码状态正常为止。在编码芯片复位过程中，编码状态指示灯持续熄灭，提示用户检查发送端视频信号输入是否正常，直到编码状态恢复正常再点亮指示灯。
系统软件为嵌入式软件，固化在接收端中的MCU内，结合硬件电路完成正确配置MAX9276、MAX9275芯片控制端口；采集MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息；光模块工作状态监控；视频信号监控及误码复位；看门狗防抱死的功能。软件初始化系统时间小于2s，看门狗溢出时间为10s，误码复位单次执行复位时间≤3s。
配置MAX9276、MAX9275芯片控制端口的软件能力主要是I/O端口配置控制MAX9276、MAX9275芯片正常工作使能，并驱动LED指示灯实现MAX9276、MAX9275芯片工作状态反馈来完成。MAX9276芯片解码状态功能所需要的软件能力主要是通过I/O端口读取MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息，并驱动LED指示灯反馈解码状态及误码信息实现状态反馈来完成。光模块工作状态监控功能所需要的软件能力主要是通过I/O端口读取光模块端口状态信息，并驱动LED指示灯实现光模块状态反馈来完成。视频信号监控及误码复位功能所需要的软件能力主要是通过周期性读取光模块工作状态端口状态信息判断是否接收到有效视频信号，在没接收到有效视频信号时，通过I/O端口控制熄灭LED指示灯；通过周期性读取MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息判断MAX9276芯片解码工作是否正常，在出现解码有误码时，通过软件控制熄灭LED指示灯，并控制复位MAX9276芯片，实现误码复位的功能。
视频信号监控及误码复位模块通过接收到芯片状态采集模块输入的MAX9276芯片解码状态信息及误码反馈信息，判断视频解码工作是否正常，当出现误码时，输出控制信息给芯片控制模块控制MAX9276芯片复位，并熄灭MAX9276芯片误码指示灯；通过接收到光模块工作状态监控模块输入的光模块工作状态信息，判断是否输入有效视频信号，当出现异常时，输出控制信息给光模块工作状态监控模块熄灭光模块工作指示灯。
如图10，为本发明软件实现方法流程图，具体为：
步骤1：系统上电；
步骤2：初始化；
步骤3：配置编码解码芯片控制管脚；
步骤4：检测光模块和解码芯片的工作状态；
步骤5：判断是否成功喂狗，若是则返回步骤4继续检测光模块的工作状态，否则返回步骤2继续执行；
步骤6：判断是否存在误码反馈，若是则复位解码芯片，再返回步骤4继续检测解码芯片的工作状态，否则直接返回步骤4继续检测解码芯片的工作状态。
本发明功能明确，系统结构简洁，可形成小型插卡式子系统集成于各类大型系统中。如形成标准的3U式插卡、FMC子模块等等，安装于车载信号传输系统的控制箱内，以最节省空间的方式完成GMSL视频信号的可靠传输。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，包括：发送端和接收端；
所述发送端包括依次连接的电源电路、滤波电路、电压转化电路、电光转化模块和光发送模块电路；
所述接收端包括依次连接的电源电路、光接收模块电路、编解码电路和MCU电路。
2.根据权利要求1所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，发送端输入的电源电压经过滤波电路，使其成为符合电磁兼容性要求的工作电源，然后传输给电压转化电路，电源转化处理由电路中的宽压直流电源电路完成，实现不同的输入电压转化为符合电路中各类IC的工作电压；
GMSL差分视频信号进入电光转化模块与光发送模块电路，实现电信号到光信号的转换，并最终以光纤接口方式向外部提供光信号源。
3.根据权利要求1所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，接收端通过光纤接口接收来自发送端传输的光信号，并通过光接收模块电路将光信号还原为GMSL差分视频信号，在编解码电路中将GMSL差分视频信号通过解码芯片MAX9276进行解码分析，判断其编码状态，并将预设并行编码通过编码芯片MAX9275还原为串行差分信号后输出给外部接口，通过MCU电路配置编解码芯片的初始化状态，同时监控光接收模块电路的工作状态，通过LED指示灯指示当前的编码状态。
4.根据权利要求1所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，在光接收模块电路异常时工作指示灯熄灭，对用户提示检查发送端工作情况；
在解码芯片MAX9276的编码状态异常时，将误码指示反馈给MCU电路，MCU电路将通过误码反馈信号响应对编码芯片MAX9276的复位，再次检查编码状态，直到编码状态正常为止；
在编码芯片复位过程中，编码状态指示灯持续熄灭，提示用户检查发送端视频信号输入是否正常，直到编码状态恢复正常再点亮指示灯。
5.根据权利要求1所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，通过系统软件进行GMSL视频信号光纤传输，所述系统软件为嵌入式软件，固化在接收端中的MCU电路中，结合硬件电路配置MAX9276、MAX9275芯片控制端口，采集MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息，对光接收模块电路的工作状态进行监控，对视频信号进行监控及误码复位。
6.根据权利要求5所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，所述系统软件具备看门狗防抱死的功能，软件初始化系统时间小于2s，看门狗溢出时间为10s，误码复位单次执行复位时间≤3s。
7.根据权利要求5所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，配置MAX9276、MAX9275芯片控制端口的软件能力是通过I/O端口配置控制MAX9276、MAX9275芯片正常工作使能，并驱动LED指示灯实现MAX9276、MAX9275芯片工作状态反馈来完成。
8.根据权利要求5所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，MAX9276芯片解码状态功能所需要的软件能力是通过I/O端口读取MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息，并驱动LED指示灯反馈解码状态及误码信息实现状态反馈来完成。
9.根据权利要求5所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，光接收模块电路工作状态监控功能所需要的软件能力是通过I/O端口读取光接收模块电路端口状态信息，并驱动LED指示灯实现光接收模块电路状态反馈来完成。
10.根据权利要求5所述的模块化GMSL视频信号光纤传输系统，其特征在于，视频信号监控及误码复位功能所需要的软件能力是通过周期性读取光接收模块电路工作状态端口状态信息判断是否接收到有效视频信号，在没接收到有效视频信号时，通过I/O端口控制熄灭LED指示灯；
通过周期性读取MAX9276芯片解码状态和误码反馈信息判断MAX9276芯片解码工作是否正常，在出现解码有误码时，通过软件控制熄灭LED指示灯，并控制复位MAX9276芯片，实现误码复位的功能。
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