CN116156090B - 显示控制模块、可扩展显示设备和视频显示拼接系统 - Google Patents

显示控制模块、可扩展显示设备和视频显示拼接系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种显示控制模块、可扩展显示设备和视频显示拼接系统。所述视频显示拼接系统，包括视频信号发送端、视频信号接收端和可扩展显示设备；视频信号发送端将输入的视频流和拼接显示控制信号复合，并编码成HDBaseT格式的视频流后输出；视频信号接收端将输入HDBaseT格式的视频流解码，然后将解码出来的视频流和控制信号再次复合编码成符合Vbyone格式的VBO信号，再分成两路信号分别通过两个VBO接口输出；可扩展显示设备的各显示模组通过双向的VBO接口彼此连接，并从首尾两个显示模组双向接入VBO信号。本系统为每个显示模组提供主备视频流，当视频传输的线缆、接口等环节出现故障时，可通过冗余线路提供备份视频，以提升整个系统的平均无故障工作时间。

Description

显示控制模块、可扩展显示设备和视频显示拼接系统
技术领域
本发明涉及视频显示拼接技术领域，尤其涉及一种显示控制模块、可扩展显示设备和视频显示拼接系统。
背景技术
专利CN114627839A给出了一种基于V-by-one接口的可扩展的显示设备及其驱动方法。可扩展的显示设备包括：包括各自嵌入有专用集成电路（ASIC）的多个显示模组的机架，生成驱动机架所需的驱动命令信号的设置板，以及将设置板连接至机架的设置接口电路。多个显示模组通过单向接口电路彼此连接，并且多个显示模组中的至少一个根据级联方案将驱动命令信号和基于驱动命令信号的执行结果信号传送至相邻的显示模组。但该设备的各个显示模组采用单向接口连接，当出现接口异常或线缆异常时，显示屏将缺失显示信号，无法正常显示，而故障排查及维修需要一定的时限，影响整个视频显示系统的平均无故障工作时间。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种数据传输冗余的显示控制模块、可扩展显示设备和视频显示拼接系统，当视频传输的线缆、接口等环节出现故障时，可通过冗余线路提供备份视频，以提升整个视频显示系统的平均无故障工作时间。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种显示控制模块，包括两个VBO接口、两路的Vbyone解码器、两路的TMDS编码器，两路的Vbyone驱动器、一个TMDS开关和一个第一控制器；
从第一VBO接口输入的正向VBO信号经第一Vbyone解码器解码后分发给第一TMDS编码器和第一Vbyone驱动器；
所述第一TMDS编码器输出的视频流接入所述TMDS开关的第一选通通道；
所述第一Vbyone驱动器再生的正向VBO信号经第二VBO接口输出；
从第二VBO接口输入的反向VBO信号经第二Vbyone解码器解码后分发给第二TMDS编码器和第二Vbyone驱动器；
所述第二TMDS编码器输出的视频流接入所述TMDS开关的第二选通通道；
所述第二Vbyone驱动器再生的反向VBO信号经第一VBO接口输出；
所述TMDS开关受所述第一控制器控制，所述第一控制器根据从解码得到的正向控制信号和反向控制信号，从正向视频流和反向视频流中选取一路视频流发送给与所述显示控制模块连接的显示屏。
进一步的，所述VBO接口包括发送端和接收端，所述发送端和所述接收端均包括4对差分信号、一组视频控制信号、一组串行接口信号和多个信号地。
进一步的，所述VBO接口采用“MiniSAS”系列连接器中的SFF8087连接器，VBO接口的发送端和接收端的信号分列SFF8087连接器的上下两层，在每层中，各对差分信号相邻，各差分信号对之间通过信号地隔开。
进一步的，所述SFF8087连接器的上层信号依序定义为：GND、VBOTX1A、VBOTX1B、GND、VBOTX2A、VBOTX2B、GND、HTPDNA、LOCKNA、UARTTXA、UARTRXA、GND、VBOTX3A、VBOTX3B、GND、VBOTX4A、VBOTX4B和GND；
下层信号依序定义为GND、VBORX1A、VBORX1B、GND、VBORX2A、VBORX2B、GND、HTPDNB、LOCKNB、UARTTXB、UARTRXB、GND、VBORX3A、VBORX3B、GND、VBORX4A、VBORX4B和GND；
其中，VBOTXnA和VBOTXnB表示发送端的第n对差分信号；VBORXnA和VBORXnB表示接收端的第n对差分信号；UARTTXA、UARTRXA表示发送端的串行接口信号；UARTTXB、UARTRXB表示接收端的串行接口信号；HTPDNA、LOCKNA表示发送端的视频控制信号；HTPDNB、LOCKNB表示接收端的视频控制信号。
一种可扩展显示设备，包括机架和嵌设在所述机架上的多个显示模组；
所述可扩展显示设备和一个视频信号接收端连接，所述视频信号接收端具有两个VBO接口，两个VBO接口同步输出两个相同的视频流；
所述显示模组包括显示屏和如上所述的显示控制模块，多个显示模组通过显示控制模块的VBO接口彼此连接：第一个显示模组的第一VBO接口和所述视频信号接收端的第一VBO接口连接；上一个显示模组的第二VBO接口和下一个显示模组的第一VBO接口连接；最后一个显示模组的第二VBO接口和所述视频信号接收端的第二VBO接口连接；用于将接收到的正向VBO信号进行解码生成正向视频流，同时向下一个显示模组转发；所述显示模组将接收到的正向VBO信号进行解码生成反向视频流，同时向上一个显示模组转发；
所述显示模组根据解码得到的正向视频流和反向视频流的有无，自动选取一路正常的视频流，并根据控制信号将视频流的整体或局部显示在显示屏上。
进一步，所述显示模组的数量为12、15、18或24。
一种视频显示拼接系统，包括：视频信号发送端、视频信号接收端和可扩展显示设备；
所述视频信号发送端用于将输入的视频流和拼接显示控制信号复合，并编码成HDBaseT格式的视频流后输出；
所述视频信号接收端用于将输入HDBaseT格式的视频流解码，然后将解码出来的视频流和控制信号再次复合编码成符合Vbyone格式的VBO信号，再通过两个VBO接口输出；所述VBO接口为双向接口，包括发送端和接收端；
所述可扩展显示设备为如上所述的可扩展显示设备。
进一步的，所述视频信号发送端和控制电脑或中控系统连接，获取拼接显示控制信号。
进一步的，所述拼接显示控制信号为串行控制信号。
进一步的，所述视频信号接收端包括一个以太网接口、两个VBO接口、HDBaseT解码器、Vbyone分配器、Vbyone驱动器和控制器；
所述视频信号接收端通过以太网接口输入HDBaseT格式的视频流；
输入的HDBaseT格式的视频流通过HDBaseT解码器进行解码，解码后的视频流经Vbyone分配器分成正向视频流和反向视频流，解码后的控制信号经控制器协议中转后生成正向控制信号和反向控制信号，正向视频流和正向控制信号，反向视频流和反向控制信号分别通过Vbyone驱动器进行信号重整后形成Vbyone格式的正向VBO信号和反向VBO信号，然后分别从两个VBO接口的发送端输出。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明的视频显示拼接系统通过在视频信号接收端和显示模组提供冗余设计，提供正向和反向的Vbyone信号，从而为每个显示模组提供主备视频流，当视频传输的线缆、接口等环节出现故障时，可通过冗余线路提供备份视频，以提升整个视频显示系统的平均无故障工作时间。
2、本发明的视频显示拼接系统将拼接显示控制信号在视频信号发送端并入视频流中，从而大大简化了可扩展显示设备中各显示模组的连接，并能实现远程控制。
附图说明
图1是本发明的视频显示拼接系统的系统框图；
图2是本发明的视频信号接收端的功能框图；
图3是本发明的可扩展显示设备的显示模组的功能框图和信号流向图；
图4是本发明的视频显示拼接系统的信号流向图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1－图4所示，本发明给出了一种视频显示拼接系统，由视频信号发送端10、视频信号接收端20和可扩展显示设备30等组成。
视频信号发送端10用于将输入的视频流和控制信号复合，并编码成HDBaseT格式的视频流后输出。
在本实施例中，视频信号发送端10包括多路的视频输入接口和多路的视频输出接口101。为实现视频的远距离传输，视频信号发送端的视频输出接口101采用以太网接口，视频信号发送端10将接收的各种格式的视频信号进行处理，并通过编码成HDBaseT格式的视频流，同时将中控系统送来的串口控制信号嵌入视频流后形成HDBaseT信号，通过以太网接口进行输出。
在具体应用中，视频信号发送端10和管理电脑或中控平台连接，读取控制信号。
视频信号接收端20用于将输入HDBaseT格式的视频流解码，然后将解码出来的视频流和控制信号再次复合编码成VBO信号（VBO格式的视频流），再通过两个VBO接口201、202输出；VBO接口201、202设定为双向接口，包括发送端和接收端。
具体的，视频信号接收端20包括一个控制板，该控制板由以太网接口203，VBO接口201、202，HDBaseT解码器205，Vbyone分配器206，Vbyone驱动器207、208，控制器204和电源管理模块209等组成。
视频信号接收端20通过以太网接口201输入HDBaseT信号。
输入的HDBaseT信号通过HDBaseT解码器205进行解码，还原出视频流和控制信号，视频流经Vbyone分配器206分成正向视频流和反向视频流，控制信号则经控制器204协议中转后生成正向控制信号和反向控制信号。正向视频流和正向控制信号，反向视频流和反向控制信号分别通过Vbyone驱动器207、208进行信号重整后形成正向VBO信号和反向VBO信号，然后分别从两个VBO接口201、202的发送端输出。
根据VBO规范，目前视频流的分辨率可达4K（即3840×2160），当选取刷新率为60Hz时，线路比特率lane的取值为8。
在一具体实施例中，VBO接口采用“MiniSAS”系列连接器中的SFF8087连接器，SFF8087连接线缆中单根数据线的最大传输速率可以达到12Gbps，可以适应最大分辨率为4K的视频流。
SFF8087连接器是一款36针“MiniSAS”连接器，包括上层A面和下层B面，共两层信号，VBO接口的发送端和接收端分列SFF8087连接器的上下两层，各信号在SFF8087连接器的分布为如下：
上层A面 下层B面
1 GND GND
2 VBOTX1A VBORX1A
3 VBOTX1B VBORX1B
4 GND GND
5 VBOTX2A VBORX2A
6 VBOTX2B VBORX2B
7 GND GND
8 HTPDNA HTPDNB
9 LOCKNA LOCKNB
10 UARTTXA UARTRXB
11 UARTRXA UARTTXB
12 GND GND
13 VBOTX3A VBORX3A
14 VBOTX3B VBORX3B
15 GND GND
16 VBOTX4A VBORX4A
17 VBOTX4B VBORX4B
18 GND GND
可扩展显示设备30由机架和嵌设在机架上的多个显示模组组成一个大的显示设备。根据视频流的分辨率显示屏的拼接数量优选12个、15个、18个或24个，以形成m行n列的阵列显示。
在本实施例中，可扩展显示设备30包括18个显示模组，如显示模组301、302、...、318。多个显示模组通过VBO接口彼此连接。每个显示模组包括显示屏和显示控制模块，每个显示控制模块包括两个双向的VBO接口，显示模组301的第一VBO接口3011和视频信号接收端20的第一VBO接口201连接；显示模组301的第二VBO接口3012和显示模组302的VBO接口3021连接；显示模组302的VBO接口3022和显示模组303的第一VBO接口3031连接；...；最后一个显示模组318的第二VBO接口3182和视频信号接收端20的第二VBO接口202连接。
当前显示模组将接收到的正向VBO信号向下一个显示模组转发，同时将正向VBO信号解码；显示模组将接收到的反向VBO信号向上一个显示模组转发，同时将反向VBO信号解码。当前显示模组根据接收到的正向VBO信号和/或反向VBO信号，解析出正向视频流和/或反向视频流，和正向控制信号和/或反向控制信号，并根据控制器204对正向控制信号和/或反向控制信号的解析结果，选择正向视频流或反向视频流，将正向视频流或反向视频流的整体或局部显示在当前显示模组的显示屏上。
每个显示控制模块具有相同的电路结构。如图3所示，显示模组302包括显示屏3029和显示控制模块。显示模组302的显示控制模块包括两路的Vbyone解码器3023a、3023b，两路的Vbyone分配器3024a、3024b，两路的TMDS编码器3025a、3025b，两路的Vbyone驱动器3026a、3026b，一个TMDS开关3028（视频选通开关）和一个控制器3027。
从VBO接口3021输入的正向VBO信号经Vbyone解码器3023a解码后经Vbyone分配器3024a分发给TMDS编码器3025a和Vbyone驱动器3026a；
TMDS编码器3025a输出的视频流接入TMDS开关3028的第一选通通道；
Vbyone驱动器3026a再生的正向VBO信号经VBO接口3022发送给下一个显示模组303。
从VBO接口3022输入的反向VBO信号经Vbyone解码器3023b解码后经Vbyone分配器3024b分发给TMDS编码器3025b和Vbyone驱动器3026b；
TMDS编码器3025b输出的视频流接入TMDS开关3028的第二选通通道；
Vbyone驱动器3026b再生的反向VBO信号经VBO接口3021发送给上一个显示模组301；
TMDS开关3028受控制器3027控制，控制器3027根据解码获得的正向控制信号和/或反向控制信号，从解码得到的正向视频流或反向视频流中选取一路视频流发送给显示屏3029。
上文中TMDS为过渡调制差分信号的缩写，编码后的视频流包含多路的差分信号和视频控制信号，需要专用的TMDS开关3028进行同步选通切换。TMDS开关3028是一个集成电路，用于三色的视频差分信号的同步切换。
通过本方式，从正向、反向VBO信号中各选取一路视频流作为显示屏的主备显示信号，每路视频流包括多路的差分信号和视频控制信号。控制器通过检测正向、反向VBO信号的有无，可以检测出是否有线缆松脱或视频流断开，并自动切换主备视频流进行显示。另外两路则分别送入当前模块的下一个显示模组的第一VBO接口和上一个显示模组的第二VBO接口。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明的视频显示拼接系统通过在视频信号接收端和显示模组提供冗余设计，提供正向和反向的Vbyone信号，从而为每个显示模组提供主备视频流，当视频传输的线缆、接口等环节出现故障时，可通过冗余线路提供备份视频，以提升整个视频显示系统的平均无故障工作时间。
2、本发明的视频显示拼接系统将拼接显示控制信号在视频信号发送端并入视频流中，从而大大简化了可扩展显示设备中各显示模组的连接，并能实现远程控制。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示控制模块，其特征在于，包括两个VBO接口、两路的Vbyone解码器、两路的TMDS编码器、两路的Vbyone驱动器、一个TMDS开关和一个第一控制器；
从第一VBO接口输入的正向VBO信号经第一Vbyone解码器解码后分发给第一TMDS编码器和第一Vbyone驱动器；
所述第一TMDS编码器输出的视频流接入所述TMDS开关的第一选通通道；
所述第一Vbyone驱动器再生的正向VBO信号经第二VBO接口输出；
从第二VBO接口输入的反向VBO信号经第二Vbyone解码器解码后分发给第二TMDS编码器和第二Vbyone驱动器；
所述第二TMDS编码器输出的视频流接入所述TMDS开关的第二选通通道；
所述第二Vbyone驱动器再生的反向VBO信号经第一VBO接口输出；
所述TMDS开关受所述第一控制器控制，所述第一控制器根据从解码得到的正向控制信号和反向控制信号，从正向视频流和反向视频流中选取一路视频流发送给与所述显示控制模块连接的显示屏。
2.如权利要求1所述的显示控制模块，其特征在于，所述VBO接口包括发送端和接收端，所述发送端和所述接收端均包括4对差分信号、一组视频控制信号、一组串行接口信号和多个信号地。
3.如权利要求2所述的显示控制模块，其特征在于，所述VBO接口采用“MiniSAS”系列连接器中的SFF8087连接器，VBO接口的发送端和接收端的信号分列SFF8087连接器的上下两层，在每层中，各对差分信号相邻，各差分信号对之间通过信号地隔开。
4.如权利要求3所述的显示控制模块，其特征在于，所述SFF8087连接器的上层信号依序定义为：GND、VBOTX1A、VBOTX1B、GND、VBOTX2A、VBOTX2B、GND、HTPDNA、LOCKNA、UARTTXA、UARTRXA、GND、VBOTX3A、VBOTX3B、GND、VBOTX4A、VBOTX4B和GND；
下层信号依序定义为GND、VBORX1A、VBORX1B、GND、VBORX2A、VBORX2B、GND、HTPDNB、LOCKNB、UARTTXB、UARTRXB、GND、VBORX3A、VBORX3B、GND、VBORX4A、VBORX4B和GND；
其中，VBOTXnA和VBOTXnB表示发送端的第n对差分信号；VBORXnA和VBORXnB表示接收端的第n对差分信号；UARTTXA、UARTRXA表示发送端的串行接口信号；UARTTXB、UARTRXB表示接收端的串行接口信号；HTPDNA、LOCKNA表示发送端的视频控制信号；HTPDNB、LOCKNB表示接收端的视频控制信号。
5.一种可扩展显示设备，其特征在于，包括机架和嵌设在所述机架上的多个显示模组；
所述可扩展显示设备和一个视频信号接收端连接，所述视频信号接收端具有两个VBO接口，两个VBO接口同步输出两个相同的视频流；
所述显示模组包括显示屏和权利要求1-4任一项所述的显示控制模块，多个显示模组通过显示控制模块的VBO接口彼此连接：第一个显示模组的第一VBO接口和所述视频信号接收端的第一VBO接口连接；上一个显示模组的第二VBO接口和下一个显示模组的第一VBO接口连接；最后一个显示模组的第二VBO接口和所述视频信号接收端的第二VBO接口连接；用于将接收到的正向VBO信号进行解码生成正向视频流，同时向下一个显示模组转发；所述显示模组将接收到的正向VBO信号进行解码生成反向视频流，同时向上一个显示模组转发；
所述显示模组根据解码得到的正向视频流和反向视频流的有无，自动选取一路正常的视频流，并根据控制信号将视频流的整体或局部显示在显示屏上。
6.如权利要求5所述的可扩展显示设备，其特征在于，所述显示模组的数量为12、15、18或24。
7.一种视频显示拼接系统，其特征在于，包括：视频信号发送端、视频信号接收端和可扩展显示设备；
所述视频信号发送端用于将输入的视频流和拼接显示控制信号复合，并编码成HDBaseT格式的视频流后输出；
所述视频信号接收端用于将输入HDBaseT格式的视频流解码，然后将解码出来的视频流和控制信号再次复合编码成符合Vbyone格式的VBO信号，再通过两个VBO接口输出；所述VBO接口为双向接口，包括发送端和接收端；
所述可扩展显示设备为权利要求5所述的可扩展显示设备。
8.如权利要求7所述的视频显示拼接系统，其特征在于，所述视频信号发送端和控制电脑或中控系统连接，获取拼接显示控制信号。
9.如权利要求8所述的视频显示拼接系统，其特征在于，所述拼接显示控制信号为串行控制信号。
10.如权利要求7所述的视频显示拼接系统，其特征在于，所述视频信号接收端包括一个以太网接口、两个VBO接口、HDBaseT解码器、Vbyone分配器、Vbyone驱动器和第二控制器；
所述视频信号接收端通过以太网接口输入HDBaseT格式的视频流；
输入的HDBaseT格式的视频流通过HDBaseT解码器进行解码，解码后的视频流经Vbyone分配器分成正向视频流和反向视频流，解码后的控制信号经所述第二控制器协议中转后生成正向控制信号和反向控制信号，正向视频流和正向控制信号，反向视频流和反向控制信号分别通过Vbyone驱动器进行信号重整后形成Vbyone格式的正向VBO信号和反向VBO信号，然后分别从两个VBO接口的发送端输出。
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