CN113923381B - 一种可实现多种视频接口切换器及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现多种视频接口切换器及其测量方法，该接口切换器包括串口收发模块、串口数据解析模块、ADN4605控制模块、3G_SDI采集模块、数据同步模块、切换数据处理模块、分屏融合数据缓存模块、切换数据FIFO缓存模块、分屏融合数据处理模块、4路数据采集模块、DDR3写控制模块、切换控制模块、分屏融合模块、DDR3读控制模块、数据组合模块、字符生成添加模块、视频输出模块、3G_SDI时序生成模块。本发明能够以简单的电路结构实现40路的VGA、HDMI、LVDS、3G_SDI、DVI、MIPI、Displayport等视频接口的输入源间任意无缝切换成VGA、HDMI、LVDS、3G_SDI、DVI、MIPI、Displayport等视频接口输出显示，同时能对输入源进行视频处理和融合操作。

Description

一种可实现多种视频接口切换器及其测量方法

技术领域

本发明涉及高速串行视频信号采集处理技术、各种视频接口协议转换技术和高速串行信号交换技术领域，尤其是涉及一种可实现多种视频接口切换器及其测量方法。

背景技术

视频是视觉信息的重要载体，人们对视觉效果的要求越来越高，某些领域对视频切换设备要求也越来越高。能够实现多路、多种接口的高清视频快速切换和处理的设备的需求越来越强烈。现在的视频切换器只能实现单一或者二种视频接口的视频间的切换，没有能够同时满足任意视频接口、支持多路、能对输入视频进行一些视频图像处理的操作，而且电路结构简单的切换器。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种可实现多种视频接口切换器，它能够以简单的电路结构实现40路的VGA、HDMI、LVDS、3G_SDI、DVI、MIPI、Displayport等视频接口的输入源间任意无缝切换成VGA、HDMI、LVDS、3G_SDI、DVI、MIPI、Displayport等视频接口的输出显示，同时能对输入源进行视频融合处理。

本发明的第二个目的在于提供一种可实现多种视频接口切换器的测量方法。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种可实现多种视频接口切换器，特征是：包括：

串口收发模块：所述串口收发模块用于实现串口数据的发送和接收；

串口数据解析模块：所述串口数据解析模块用于提取接收的串口数据中有用的数据；

ADN4605控制模块：所述ADN4605控制模块用于控制ADN4605的操作；

3G_SDI采集模块：所述3G_SDI采集模块用于采集3G_SDI协议的高速串行数据，转换成并行数据；

数据同步模块：所述数据同步模块用于同步化高速串行收发器获取的并行数据；

切换数据处理模块：所述切换数据处理模块用于将要切换的2路视频流数据进行切换处理操作；

分屏融合数据缓存模块：所述分屏融合数据缓存模块用于缓存进行分屏融合操作的4路视频流操作；

切换数据FIFO缓存模块：所述切换数据FIFO缓存模块用于缓存进行切换的2路视频流数据；

分屏融合数据处理模块：所述分屏融合数据处理模块用于将4路视频流数据进行分屏融合处理操作；

4路数据采集模块：所述4路数据采集模块用于同时采集4路并行视频流数据，经FIFO进行位宽变换的缓存操作；

DDR3写控制模块：所述DDR3写控制模块用于将需要缓存在DDR3中的数据按照DDR3时序要求写入DDR3中缓存；

切换控制模块：所述切换控制模块用于控制DDR3读控制模块对2路视频流数据读取的操作；

分屏、融合模块：所述分屏融合模块用于控制DDR3读控制模块对4路视频流数据读取的操作；

DDR3读控制模块：所述DDR3读控制模块用于读取缓存在DDR3中的视频流数据；

数据组合模块：所述数据组合模块用于将从DDR3中读取数据进行数据的整合操作；

字符生成添加模块：所述字符生成添加模块用于实现在视频流的任何位置进行字符数据的添加操作；

视频输出模块：所述视频输出模块用于将有效视频流数据按照视频协议产生可以输出的视频流数据；

3G_SDI时序生成模块：所述3G_SDI时序生成模块用于将需输出显示的并行视频流数据转换成3G_SDI协议的高速串行视频流数据；

多种视频接口切换器工作流程为：40路高速串行差分视频流输入到ADN4605控制模块中，ADN4605控制模块的40路输出通道中36路输出通道直接输出显示；剩下4路输出视频流被3G_SDI采集模块采集转换，将高速串行数据流转换成低速并行数据流；数据同步模块将低速并行数据流进行FIFO写入读取缓存操作，实现4路视频流数据的同步化操作；串口收发模块接收外部设备串口发送的数据；串口解析模块将功能选择信息、输入通道信息和输出通道信息解析出来；解析出的输入、输出通道信息传输给ADN4605控制模块，进而改变ADN4605控制模块的输入、输出通道的状态；在切换数据处理模块、切换数据FIFO缓存模块、分屏融合数据处理模块以及分屏融合数据缓存模块的作用下，同步化后的4路视频流数据进行有效数据提取和缓存操作；4路数据采集模块对4路有效数据流进行FIFO缓存、位宽变换操作；DDR3写控制模块将4路数据采集模块输出的4路视频流数据同时写入DDR3中进行多帧图像数据的缓存；在分屏融合模块和切换控制模块作用下，读取DDR3中缓存各通道的数据进行相关处理操作，将经过视频处理操作后的视频流数据传输给字符生成添加模块；字符生成添加模块添加字符信息到视频流数据中；最后在视频输出模块和3G_SDI时序生成模块共同操作下，将添加字符信息后的并行数据转换成高速串行数据流进行输出显示。

进一步地，所述串口收发模块用于：根据设置串口的波特率、数据有效位数、起始位数、停止位数、奇偶校验位参数，接收外部输入的串口数据，将接收到的有效数据传输给串口数据解析模块使用。

进一步地，所述串口数据解析模块用于：捕捉串口收发模块输出的数据准备好指示信号的上升沿时，按照通信协议采集串口收发模块获取的数据，对一帧数据进行校验，将校验的信息回传给串口收发模块进行应答操作；从一帧数据中解析出功能选择信息、输入通道选择信息和输出通道选择信息，将解析出数据进行位宽、数值变换后传输给后续相应的模块进行操作。

进一步地，所述ADN4605控制模块用于：配置芯片ADN4605的参数，对芯片ADN4605进行初始化操作，获取串口数据解析模块输出的输入通道数据和输出通道数据，根据获取的输入通道信息和输出通道信息控制芯片ADN4605的40路输出通道的选通状态。

进一步地，所述3G_SDI采集模块用于：芯片ADN4605输出信号中，其中4路传输视频流数据的高速串行差分信号，经过差分转单端后，利用高速串行收发器进行单根数据线高速串行数据的采集，按照3G_SDI协议的提取有效的视频流数据。

进一步地，所述数据同步模块用于：通过FIFO缓存作用，将4路并行数据进行时钟域的转换，实现4路视频流数据的同步化操作。

进一步地，所述切换数据处理模块用于：串口数据解析模块解析出功能选择信息、输入通道信息、输出通道信息；采集切换功能信息，获取输入通道和输出通道信息，将经过数据同步模块同步的4路视频流数据，按照要求操作相应的2路数据，1路数据流作为当前正在显示的视频流，另一路数据流作为需要切换显示的视频流，将视频数据流的20bit数据位扩展成32bit数据位，并且将数据进行FIFO缓存操作。

进一步地，所述切换数据FIFO缓存模块用于：从切换数据处理模块中读取2路视频流数据，用大容量FIFO分别缓存2路视频流数据中的一行数据，缓存的一行数据供后续4路数据采集模块读取使用。

进一步地，所述分屏融合数据处理模块用于：串口数据解析模块解析出功能选择信息、输入通道信息、输出通道信息；采集切换功能信息，根据功能操作不同，操作通道选择是同时处理2路视频流数据还是4路视频流数据，将数据位宽从20bit转换成32bit，然后将变换后的数据进行FIFO缓存操作，供后续模块读取操作。

进一步地，所述分屏融合数据缓存模块用于：从切换数据处理模块中读取2路视频流数据，用大容量FIFO分别缓存2路视频流数据中的一行数据，缓存的一行数据供后续4路数据采集模块读取使用。

进一步地，所述4路数据采集模块用于：同时读取4路并行视频流数据，每一路数据都利用二级FIFO进行缓存读写操作，实现缓存和数据位宽的变换；第一级FIFO，读取分屏融合数据缓存模块和切换数据FIFO缓存模块中缓存的并行视频流数据，将读取的数据存入FIFO中，变换位宽为64bit；第二级FIFO，读取缓存在第一级FIFO中的数据，存入第二级FIFO中，变换位宽为512bit；供后续模块对其进行数据读取操作。

进一步地，所述DDR3写控制模块用于：接收视频流信号，按照视频协议，依据VS、DE信号采集有效的视频数据；将采集到有效的数据按照DDR3的协议写入DDR3中。

进一步地，所述切换控制模块用于：接收串口数据解析模块发送的切换选择信号、输入通道信息和输出通道信息，按照输入通道信息改变DDR3读取数据的地址，进而达到改变通道，读取数据进行显示，实现了切换操作。

进一步地，所述分屏、融合模块用于：接收串口数据解析模块发送的分屏融合信息、输入通道信息和输出通道信息；根据功能选择信息对相关通道进行操作，生成各个通道DDR3存储的地址；在地址控制信号作用下，使得DDR3地址按照需要的方式进行实时变化，产生的DDR3读取数据的地址给DDR3读控制模块使用，从而达到分屏融合的功能。

进一步地，所述DDR3读控制模块用于：同时接收4路通道的读取数据的初始地址，在各个功能操作的控制信号控制下，选通需要操作的通道个数以及通道；根据不同的操作功能，对读取DDR3数据的地址做相应的变换，从而实现各个显示功能的要求。

进一步地，所述数据组合模块用于：根据执行的功能操作，按照功能操作实现的算法，对输入的4路通道的数据进行读取，对读取的数据进行拆分，获取需要的数据进行重新组合，将组合成新的视频流数据传输给下个模块操作。

进一步地，所述字符生成添加模块用于：采集数据组合模块生成的视频数据流，根据功能控制信号选择读取字符以及字符的添加情况，将需要添加的字符在相应的位置进行插入，组合成新的视频流数据传输给下个模块进行使用。

进一步地，所述视频输出模块用于：首先获取分辨率信息，根据获取的分辨率信息，确定视频协议产生时序中各个参数的值，采集视频数据模块，在确定的参数值下，按照视频协议时序生成视频指示信号VS、HS、DE，并且同步生成输出的视频流。

进一步地，所述3G_SDI时序生成模块用于：将视频输出模块产生的低速并行视频流数据转换成3G_SDI协议的高速串行数据，进行输出显示。

本发明的第二个目的是这样实现的：

一种可实现多种视频接口切换器的测量方法，特征是：包括：

步骤一，串口收发模块接收外部串口发送的数据、发送应答信息，串口数据解析模块解析接收到串口数据中的功能选择信息、输入通道和输出通道信息，ADN4605控制模块控制芯片ADN4605的40路输入通道和40路输出通道的状态；

步骤二，3G_SDI采集模块将4路3G_SDI协议的高速串行数据流，转换成低速并行数据流，进一步经过FIFO写入读取缓存操作，实现数据流的同步化操作；

步骤三，4路数据采集模块按照切换数据操作和分屏融合数据操作对4路并行数据进行写入DDR3前的数据缓存操作，DDR3写控制模块是将数据流按照DDR3写时序要求写入DDR3中进行缓存，缓存的数据给DDR3读控制模块使用；

步骤四，DDR3读控制模块从DDR3中按照DDR3读时序要求读取数据，将读取的数据进行重新组合操作；分屏融合模块和切换控制模块将从DDR3中读取4路视频流数据进行切换、分屏和融合算法处理，实现全屏切换、二分屏、四分屏、五分屏以及画中画的操作，将进行处理后的视频流数据传输给字符生成添加模块进行字符的添加操作；

步骤五，从存储字符的ROM中将字符读取，将读取的字符在指定的视频流任何位置进行插入操作，添加字符数据后组合成新视频流数据，传输给视频输出模块使用；

步骤六，视频输出模块用于将有效视频流数据按照视频协议产生可以输出的视频流数据；3G_SDI时序生成模块用于将需输出显示的并行视频流数据转换成3G_SDI协议的高速串行视频流数据。

本发明的有益效果：本发明是将40路高速串行差分视频流输入到ADN4605控制模块中，ADN4605控制模块的40路输出通道中36路输出通道直接输出显示；剩下4路输出视频流被3G_SDI采集模块采集转换，将高速串行数据流转换成低速并行数据流；数据同步模块将低速并行数据流进行FIFO写入读取缓存操作，实现4路视频流数据的同步化操作；串口收发模块接收外部设备串口发送的数据；串口解析模块将功能选择信息、输入通道信息和输出通道信息解析出来；解析出的输入、输出通道信息传输给ADN4605控制模块，进而改变ADN4605控制模块的输入、输出通道的状态；在切换数据处理模块、切换数据FIFO缓存模块、分屏融合数据处理模块以及分屏融合数据缓存模块的作用下，同步化后的4路视频流数据进行有效数据提取和缓存操作；4路数据采集模块对4路有效数据流进行FIFO缓存、位宽变换操作；DDR3写控制模块将4路数据采集模块输出的4路视频流数据同时写入DDR3中进行多帧图像数据的缓存；在分屏融合模块和切换控制模块作用下，读取DDR3中缓存各通道的数据进行相关处理操作，将经过视频处理操作后的视频流数据传输给字符生成添加模块；字符生成添加模块添加字符信息到视频流数据中；最后在视频输出模块和3G_SDI时序生成模块共同操作下，将添加字符信息后的并行数据转换成高速串行数据流进行输出显示。

本发明能够以简单的电路结构实现40路的VGA、HDMI、LVDS、3G_SDI、DVI、MIPI、Displayport等视频接口的输入源间任意无缝切换成VGA、HDMI、LVDS、3G_SDI、DVI、MIPI、Displayport等视频接口输出显示，同时能对输入源进行视频融合处理。

附图说明

图1是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的系统流程框图；

图2是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的串口收发模块框图；

图3是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的串口数据解析模块框图；

图4是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的ADN4605控制模块框图；

图5是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的3G_SDI采集模块框图；

图6是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的数据同步模块框图；

图7是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的切换数据处理模块框图；

图8是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的分屏融合数据处理模块框图；

图9是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的切换数据FIFO缓存模块框图；

图10是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的分屏融合数据缓存模块框图；

图11是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的4路数据采集模块框图；

图12是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的DDR3写控制模块框图；

图13是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的DDR3读控制模块框图；

图14是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的切换控制模块框图；

图15是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的分屏融合模块框图；

图16是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的数据组合模块框图；

图17是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的字符生成添加模块框图；

图18是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的视频输出模块框图；

图19是根据本发明实施例所述的一种可实现多种视频接口切换器的3G_SDI时序生成模块框图；

图中：1、串口收发模块；2、串口数据解析模块；3、ADN4605控制模块；4、3G_SDI采集模块；5、数据同步模块；6、切换数据处理模块；7、分屏融合数据处理模块；8、切换数据FIFO缓存模块；9、分屏融合数据缓存模块；10、4路数据采集模块；11、DDR3写控制模块；12、DDR3读控制模块；13、切换控制模块；14、分屏、融合模块；15、数据组合模块；16、字符生成添加模块；17、视频输出模块；18、3G_SDI时序生成模块。

具体实施方式

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-19所示，根据本发明实施例所述的多种视频接口切换器，包括串口收发模块1、串口数据解析模块2、ADN4605控制模块3、3G_SDI采集模块4、数据同步模块5、切换数据处理模块6、分屏融合数据处理模块7、切换数据FIFO缓存模块8、分屏融合数据缓存模块9、4路数据采集模块10、DDR3写控制模块11、DDR3读控制模块12、切换控制模块13、分屏融合模块14、数据组合模块15、字符生成添加模块16、视频输出模块17、3G_SDI时序生成模块18，其中：

所述串口收发模块1用于：首先设置串口的波特率、数据位数、使能校验和停止位；采集串口输入信号，捕捉起始位，延时判断起始位有效时间持续超过半个波特率时钟，开始按照波特率时钟采集数据，同时计数数据个数，采集完成对数据进行偶校验，校验通过后的有效数据传输给串口数据解析模块进行后续操作；同时检测发送信号，捕捉到发送信号上升沿时，获取需要发送的数据，将需要发送的数据按照串口设置的参数的要求，首先发送起始位，保持半个波特率时钟，随后发送数据、校验位和停止位；

所述串口数据解析模块2用于：捕捉串口收发模块输出的指示信号的上升沿，当捕捉到上升沿时，按照通信协议采集数据，首先对数据进行校验，将校验信息生成应答信息回传给串口收发模块进行应答操作；数据校验正确，从采集的数据中解析出功能选择数据、输入通道选择数据和输出通道选择数据；将解析出的功能选择数据的位宽变化成4bit，并且将功能选择数据的数值进行加1操作，将变换后的功能选择数据传输给后续模块进行操作；将解析出的输入通道选择数据和输出通道选择数据的位宽变化成6bit，并且将他们的数值进行加1操作，将变换后的输入通道选择数据和输出通道选择数据传输给后续模块进行操作；

所述ADN4605控制模块3用于：首先设置芯片ADN4605控制方式为并行控制，设置ADN4605的初始化状态为40路输入通道一一对应40路输出通道；捕捉功能指示信号上升沿，当捕捉到上升沿时，获取功能选择数据；捕捉输入指示信号上升沿，当捕捉到上升沿时，获取输入通道选择数据；捕捉输出指示信号上升沿，当捕捉到上升沿时，获取输出通道选择数据；随后将采集到的功能选择数据、输入通道选择数据和输出通道选择数据生成控制ADN4605操作的控制信号，在控制信号的作用下，改变各个通道的状态；

所述3G_SDI采集模块4用于：对3G_SDI控制器进行复位操作；随后对3G_SDI控制器进行初始化配置；高速串行收发器检测4路3G_SDI接口输入通道的频率，根据获取的频率值实时的改变高速串行收发器的配置，以满足不同输入视频分辨率的采集操作；4路3G_SDI协议输入的视频流数据，被高速串行收发器采集，经过3G_SDI读控制器进行有效数据的提取操作，将提取后的4个通道的有效并行数据传输给后续模块进行操作；

所述数据同步模块5用于：FIFO读写控制模块将4路通道的有效并行数据流，在3G_SDI模块的操作时钟下，存入FIFO中，然后系统时钟操作下，将FIFO中缓存的4路视频数据读出，实现4路并行视频流数据的时钟域的变换，并对4路视频流数据进行同步化操作；

所述切换数据处理模块6用于：捕捉功能选择指示信号的上升沿，当上升沿被捕捉到，获取功能选择数据；判断功能选择，功能选择为切换操作，捕捉通道指示信号的上升沿，当上升沿被捕捉到时，获取输入通道信息和输出通道信息；数据位宽变换，将视频流20bit位宽转换成32bit位宽，将转换位宽后的数据写入FIFO进行缓存操作；

所述切换数据FIFO缓存模块7用于：写使能信号1作为大容量FIFO1的写使能信号，在写使能信号1为高电平时，视频流数据1被写入大容量FIFO1中进行缓存，判断数据个数模块获取大容量FIFO1中缓存数据个数，缓存数据个数大于某个值，控制读取数据模块控制读取大容量FIFO中数据，读取大容量FIFO1的数据进行输出，同时大容量FIFO2也进行同样操作；

所述分屏融合数据处理模块8用于：分屏融合操作模块获取功能选择数据，功能选择为二分屏操作和画中画操作，操作通道选择模块同时对2路视频流数据进行处理；功能选择为四分屏操作和五分屏操作，操作通道选择模块同时对4路视频流数据进行处理；处理后的多路视频流数据在数据位宽转换模块控制下，进行20bit位宽到32bit位宽变换操作，随后在多路数据FIFO缓存模块控制下，将多路数据进行FIFO缓存操作，供后续模块读取操作；

所述分屏融合数据缓存模块9用于：在写入FIFO控制信号组的控制下，视频数据1、视频数据2、视频数据3以及视频数据4写入大容量FIFO中进行缓存；判断数据个数模块获取大容量FIFO指示FIFO中缓存数据个数的信号，缓存数据个数大于1920时，控制读取大容量FIFO中数据，计数读取数据个数，当读取个数达到1920个，清除计数值，并且这次读取操作完成，读取出4路的数据传输给后续模块使用；

所述4路数据采集模块10用于：4路数据采集模块同时操作4路视频数据，每路操作相同并且独立；首先判断第一级FIFO中数据个数，数据个数少于200时，读取视频流数据存入第一级FIFO中进行缓存操作，数据位宽为32bit；判断第二级FIFO中数据个数少于200时，读取第一级FIFO中的数据，此时数据位宽为64bit，计数读取数据个数，同时将读取第一级FIFO位宽为64bit数据写入第二级FIFO中进行缓存，同时计数写入第二级FIFO中数据个数；获取第二级FIFO读使能信号，在第二级FIFO读使能信号为高电平时，从第二级FIFO中读取数据，数据位宽为512bit，读取的数据存入DDR3中，供后续模块使用；

所述DDR3写控制模块11用于：捕捉场同步信息VS的上升沿，当捕捉到上升沿时，对操作地址进行初始化，行计数值和列计数值进行清零操作；选择操作通道，确定操作地址的初始值；对DDR3控制信号进行使能操作，并且生成写地址；同时对写入行数据进行计数操作，判断行数据计数值，当计数值为120时，列计数值加1操作；当列计数值为1080时，一帧完整的图片存储完成，清除行、列计数值，清除DDR3控制信号，重复上述操作；

所述切换控制模块12用于：捕捉数据指示信号，当捕捉到上升沿时，数据采集模块采集功能选择信息、输入通道信息和输出通道信息；功能解析模块解析功能选择信息，功能选择为切换操作时，生成切换控制信号；在切换控制信号的作用下，解析输入通道信息，根据输入通道信息改变DDR3读取数据的地址，产生的DDR3读取地址传输给DDR3读控制模块使用；

所述分屏融合模块13用于：捕捉数据指示信号，当捕捉到上升沿时，数据采集模块采集功能选择信息、输入通道信息和输出通道信息；功能选择信息传输到功能解析模块中，功能解析模块解析出二分屏、画中画、四分屏和五分屏的功能操作；输入通道信息和输出通道信息传输到通道解析模块中，通道解析模块获取输入、输出通道数据；生成各个需要操作通道的DDR3读取数据的起始地址；根据不同的功能操作，选择操作不同通道；生成不同地址控制信号，在地址控制信号作用下，对DDR3地址操作，产生不同的DDR3读取数据的地址，产生的地址给后续模块使用，读取数据实现分屏融合功能；

所述DDR3读控制模块14用于：4路通道初始地址传输给通道选择模块，通道选择模块同时接收4路通道的读取数据的初始地址；二分屏控制信号、画中画控制信号、四分屏控制信号、五分屏控制信号以及切换控制信号连接到通道选择模块上，根据作用在通道选择模块上的控制信号，选择需要操作的通道以及通道的个数；切换操作、二分屏和画中画需要选通操作2路通道，4分屏和5分屏需要选通操作4路通道；操作首地址生成模块根据相应的操作通道，生成相应的读取DDR3数据的地址；地址操作模块根据不同的操作功能，对读取DDR3数据的地址做相应的变换，从而实现各个显示功能的要求；

所述数据组合模块15用于：4路通道视频流数据传输给数据通道选择模块，数据通道选择模块同时采集4路通道的视频流数据；二分屏控制信号、画中画控制信号、四分屏控制信号、五分屏控制信号以及切换控制信号连接到数据通道选择模块上，根据作用在数据通道选择模块上的控制信号，选择需要采集的通道以及通道的个数；根据二分屏控制信号、画中画控制信号、四分屏控制信号、五分屏控制信号以及切换控制信号，选择相应通道进行数据读取操作，结合行计数和列计数值，对不同通道、不同位置的数据进行读取、拆分、组合操作，将处理后的数据传输给后续模块；

所述字符生成添加模块16用于：视频数据采集模块采集视频流数据，采集到的视频流数据传输给数据插入组合模块；数据插入组合模块在字符添加控制信号作用下，捕捉坐标变化指示信号，捕捉到坐标变化指示信号的上升沿，获取X轴输入数据和Y轴输入数据；字符读取添加模块将字符从存储字符的ROM中进行读取，读取出的字符数据传输给数据插入组合模块；数据插入组合模块将需要添加的字节在需要的位置进行字符的插入操作，添加字符数据后组合成视频流数据，传输给新视频流生成模块，生成添加字符后的新视频流数据给下个模块进行使用；

所述视频输出模块17用于：首先获取分辨率信息，根据获取的分辨率信息；确定视频协议产生时序中总像素点、有效像素点、总行数、有效行数、消隐时间参数的值；采集视频数据模块在确定的参数值下，按照视频协议时序生成视频指示信号VS、HS、DE，并且同步产生视频协议的视频数据流给后续模块使用；

所述3G_SDI时序生成模块18用于：首先对3G_SDI写控制器进行复位操作；随后对3G_SDI写控制器进行初始化配置；高速串行收发器获取并行视频流数据的分辨率信息；高速串行收发器的配置分辨率与获取的分辨率不一致时，改变高速收发器的分辨率配置；3G_SDI写控制器采集并行视频流数据，将采集到的并行视频流数据传输给高速串行收发器，高速串行收发器转换成3G_SDI高速串行数据进行输出显示。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本发明所述的一种可实现多种视频接口切换器，其测量方法进一步包括：

步骤一，串口收发模块接收外部串口发送的数据、发送应答信息，串口数据解析模块解析接收到串口数据中的功能选择信息、输入通道和输出通道信息，ADN4605控制模块控制芯片ADN4605的40路输入通道和40路输出通道的状态；

步骤二，3G_SDI采集模块将4路3G_SDI协议的高速串行数据流，转换成低速并行数据流，进一步经过FIFO写入读取缓存操作，实现数据流的同步化操作；

步骤三，4路数据采集模块按照切换数据操作和分屏融合数据操作对4路并行数据进行写入DDR3前的数据缓存操作，DDR3写控制模块是将数据流按照DDR3写时序要求写入DDR3中进行缓存，缓存的数据给DDR3读控制模块使用；

步骤四，DDR3读控制模块从DDR3中按照DDR3读时序要求读取数据，将读取的数据进行重新组合操作；分屏融合模块和切换控制模块将从DDR3中读取4路视频流数据进行切换、分屏和融合算法处理，实现全屏切换、二分屏、四分屏、五分屏以及画中画的操作，将进行处理后的视频流数据传输给字符生成添加模块进行字符的添加操作；

步骤五，从存储字符的ROM中将字符读取，将读取的字符在指定的视频流任何位置进行插入操作，添加字符数据后组合成新视频流数据，传输给视频输出模块使用；

步骤六，视频输出模块用于将有效视频流数据按照视频协议产生可以输出的视频流数据；3G_SDI时序生成模块用于将需输出显示的并行视频流数据转换成3G_SDI协议的高速串行视频流数据。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，40路高速串行差分视频流输入到ADN4605控制模块中，ADN4605控制模块的40路输出通道中36路输出通道直接输出显示；剩下4路输出视频流被3G_SDI采集模块采集转换，将高速串行数据流转换成低速并行数据流；数据同步模块将低速并行数据流进行FIFO写入读取缓存操作，实现4路视频流数据的同步化操作；串口收发模块接收外部设备串口发送的数据；串口解析模块将功能选择信息、输入通道信息和输出通道信息解析出来；解析出的输入、输出通道信息传输给ADN4605控制模块，进而改变ADN4605控制模块的输入、输出通道的状态；在切换数据处理模块、切换数据FIFO缓存模块、分屏融合数据处理模块以及分屏融合数据缓存模块的作用下，同步化后的4路视频流数据进行有效数据提取和缓存操作；4路数据采集模块对4路有效数据流进行FIFO缓存、位宽变换操作；DDR3写控制模块将4路数据采集模块输出的4路视频流数据同时写入DDR3中进行多帧图像数据的缓存；在分屏融合模块和切换控制模块作用下，读取DDR3中缓存各通道的数据进行相关处理操作，将经过视频处理操作后的视频流数据传输给字符生成添加模块；字符生成添加模块添加字符信息到视频流数据中；最后在视频输出模块和3G_SDI时序生成模块共同操作下，将添加字符信息后的并行数据转换成高速串行数据流进行输出显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可实现多种视频接口切换器，包括串口收发模块、串口数据解析模块、数据同步模块、切换数据处理模块、切换数据FIFO缓存模块、4路数据采集模块、字符生成添加模块、视频输出模块，其中：串口收发模块：所述串口收发模块用于实现串口数据的发送和接收；串口数据解析模块：所述串口数据解析模块用于提取接收的串口数据中有用的数据；数据同步模块：所述数据同步模块用于同步化高速串行收发器获取的并行数据；切换数据处理模块：所述切换数据处理模块用于将要切换的2路视频流数据进行切换处理操作；切换数据FIFO缓存模块：所述切换数据FIFO缓存模块用于缓存进行切换的2路视频流数据；4路数据采集模块：所述4路数据采集模块用于同时采集4路并行视频流数据，经FIFO进行位宽变换的缓存操作；字符生成添加模块：所述字符生成添加模块用于实现在视频流的任何位置进行字符数据的添加操作；视频输出模块：所述视频输出模块用于将有效视频流数据按照视频协议产生可以输出的视频流数据；其特征在于：还包括：

ADN4605控制模块：所述ADN4605控制模块用于控制ADN4605的操作；

3G_SDI采集模块：所述3G_SDI采集模块用于采集3G_SDI协议的高速串行数据，转换成并行数据；

分屏融合数据缓存模块：所述分屏融合数据缓存模块用于缓存进行分屏融合操作的4路视频流操作；

分屏融合数据处理模块：所述分屏融合数据处理模块用于将4路视频流数据进行分屏融合处理操作；

DDR3写控制模块：所述DDR3写控制模块用于将需要缓存在DDR3中的数据按照DDR3时序要求写入DDR3中缓存；

切换控制模块：所述切换控制模块用于控制DDR3读控制模块对2路视频流数据读取的操作；

分屏融合模块：所述分屏融合模块用于控制DDR3读控制模块对4路视频流数据读取的操作；

DDR3读控制模块：所述DDR3读控制模块用于读取缓存在DDR3中的视频流数据；

数据组合模块：所述数据组合模块用于将从DDR3中读取数据进行数据的整合操作；

3G_SDI时序生成模块：所述3G_SDI时序生成模块用于将需输出显示的并行视频流数据转换成3G_SDI协议的高速串行视频流数据；

多种视频接口切换器工作流程为：40路高速串行差分视频流输入到ADN4605控制模块中，ADN4605控制模块的40路输出通道中36路输出通道直接输出显示；剩下4路输出视频流被3G_SDI采集模块采集转换，将高速串行数据流转换成低速并行数据流；数据同步模块将低速并行数据流进行FIFO写入读取缓存操作，实现4路视频流数据的同步化操作；串口收发模块接收外部设备串口发送的数据；串口解析模块将功能选择信息、输入通道信息和输出通道信息解析出来；解析出的输入、输出通道信息传输给ADN4605控制模块，进而改变ADN4605控制模块的输入、输出通道的状态；在切换数据处理模块、切换数据FIFO缓存模块、分屏融合数据处理模块以及分屏融合数据缓存模块的作用下，同步化后的4路视频流数据进行有效数据提取和缓存操作；4路数据采集模块对4路有效数据流进行FIFO缓存、位宽变换操作；DDR3写控制模块将4路数据采集模块输出的4路视频流数据同时写入DDR3中进行多帧图像数据的缓存；在分屏融合模块和切换控制模块作用下，读取DDR3中缓存各通道的数据进行相关处理操作，将经过视频处理操作后的视频流数据传输给字符生成添加模块；字符生成添加模块添加字符信息到视频流数据中；最后在视频输出模块和3G_SDI时序生成模块共同操作下，将添加字符信息后的并行数据转换成高速串行数据流进行输出显示。

2.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述ADN4605控制模块其用于：配置芯片ADN4605的参数，对其进行初始化操作，获取串口解析模块输出的输入通道数据和输出通道数据，根据获取的输入通道信息和输出通道信息控制芯片ADN4605的40路输出通道的选通状态。

3.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述3G_SDI采集模块其用于：芯片ADN4605输出信号中，其中4路传输视频流数据的高速串行差分信号，经过差分转单端后，利用高速串行收发器进行单根数据线高速串行数据的采集，按照3G_SDI协议的提取有效的视频流数据。

4.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述分屏融合数据缓存模块其用于：从切换数据处理模块中读取2路视频流数据，用大容量FIFO分别缓存2路视频流数据中的一行数据，缓存的一行数据供后续4路数据采集模块读取使用；所述分屏融合数据处理模块其用于：串口数据解析模块解析出功能选择信息、输入通道信息、输出通道信息；采集切换功能信息，根据功能操作不同，操作通道选择是同时处理2路视频流数据还是4路视频流数据，将数据位宽从20bit转换成32bit，然后将变换后的数据进行FIFO缓存操作，供后续模块读取操作。

5.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述DDR3写控制模块其用于：接收视频流信号，按照视频协议，依据VS、DE信号采集有效的视频数据；将采集到有效的数据按照DDR3的协议写入DDR3中。

6.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述切换控制模块其用于：接收串口数据解析模块发送的切换选择信号、输入通道信息和输出通道信息，按照输入通道信息改变DDR3读取数据的地址，进而达到改变通道，读取数据进行显示，实现了切换操作；所述分屏融合模块其用于：接收串口数据解析模块发送的分屏融合信息、输入通道信息和输出通道信息；根据功能选择信息对相关通道进行操作，生成各个通道DDR3存储的地址；在地址控制信号作用下，使得DDR3地址按照需要的方式进行实时变化，产生的DDR3读取数据的地址给DDR3读控制模块使用，从而达到分屏融合的功能。

7.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述DDR3读控制模块其用于：同时接收4路通道的读取数据的初始地址，在各个功能操作的控制信号控制下，选通需要操作的通道个数以及通道；根据不同的操作功能，对读取DDR3数据的地址做相应的变换，从而实现各个显示功能的要求。

8.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述数据组合模块其用于：根据执行的功能操作，按照功能操作实现的算法，对输入的4路通道的数据进行读取，对读取的数据进行拆分，获取需要的数据进行重新组合，将组合成新的视频流数据传输给下个模块操作。

9.根据权利要求1所述的一种可实现多种视频接口切换器，其特征在于：所述3G_SDI时序生成模块其用于：将视频输出模块产生的低速并行视频流数据转换成3G_SDI协议的高速串行数据，进行输出显示。

10.一种可实现多种视频接口切换器的测量方法，特征是：包括：

步骤一，串口收发模块接收外部串口发送的数据、发送应答信息，串口数据解析模块解析接收到串口数据中的功能选择信息、输入通道和输出通道信息，ADN4605控制模块控制芯片ADN4605的40路输入通道和40路输出通道的状态；

步骤二，3G_SDI采集模块将4路3G_SDI协议的高速串行数据流，转换成低速并行数据流，进一步经过FIFO写入读取缓存操作，实现数据流的同步化操作；

步骤三，4路数据采集模块按照切换数据操作和分屏融合数据操作对4路并行数据进行写入DDR3前的数据缓存操作，DDR3写控制模块是将数据流按照DDR3写时序要求写入DDR3中进行缓存，缓存的数据给DDR3读控制模块使用；

步骤四，DDR3读控制模块从DDR3中按照DDR3读时序要求读取数据，将读取的数据进行重新组合操作；分屏融合模块和切换控制模块将从DDR3中读取4路视频流数据进行切换、分屏和融合算法处理，实现全屏切换、二分屏、四分屏、五分屏以及画中画的操作，将进行处理后的视频流数据传输给字符生成添加模块进行字符的添加操作；

步骤五，从存储字符的ROM中将字符读取，将读取的字符在指定的视频流任何位置进行插入操作，添加字符数据后组合成新视频流数据，传输给视频输出模块使用；

步骤六，视频输出模块用于将有效视频流数据按照视频协议产生可以输出的视频流数据；3G_SDI时序生成模块用于将需输出显示的并行视频流数据转换成3G_SDI协议的高速串行视频流数据。

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