CN201341185Y

CN201341185Y - 一种视音频信号处理平台的功能架构

Info

Publication number: CN201341185Y
Application number: CNU2009200103553U
Authority: CN
Inventors: 程鹏; 姚景国
Original assignee: DALIAN GIGATEC ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: DALIAN GIGATEC ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2019-01-22

Abstract

本实用新型公开了一种视音频信号处理平台的功能架构，包括主板、背板以及母板；主板上还设置有串口集线器单元、以太网交换机单元，以及同步时序电路单元。背板上设置有TCP/IP接口，以及支持RS232和RS422两种接口标准的串口。本实用新型的平台具有全方位的报警检测系统，能够提前预警可避免长期工作而引起的损失。并且平台内置串口集线器和以太网交换机，监控计算机可通过平台通讯接口与任意功能模块进行通讯及数据透明传输。而集成的各种参考同步时序电路，可为功能模块提供包括模拟视频、高清数字视频、标清数字视频、音频等信号所需的同步信号及时钟。最后，平台采用的前面板操控技术，可实现现场操控。

Description

一种视音频信号处理平台的功能架构

技术领域

本实用新型涉及一种视音频信号处理平台。

背景技术

视音频信号处理平台是一种广播级播控处理类系统平台。现有技术下的此类信号处理平台只是为各功能模块提供电源和寄存空间，诸如通讯接口、同步时序电路等均由功能模块独自制作，导致接线复杂，出问题不易查找等问题。另外现有技术下的信号处理平台功能扩展空间有限，很难适应发展需要。

发明内容

本实用新型主要解决如视音频信号处理平台不同功能模块的集成问题，尤其适用于实现高清视频、标清视频、音频信号的切换，是一种连接不同功能模块的平台设备。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种视音频信号处理平台的功能架构，包括设置有中央处理器单元的主板、设置外部接口实现数据交换的背板，以及与多个功能模块连接的母板。其中，主板上还设置有与中央处理器单元连接的串口集线器单元、以太网交换机单元，以及同步时序电路单元。在背板上为以太网交换机单元设置有TCP/IP接口。并且在背板上，为串口集线器单元设置有支持RS232和RS422两种接口标准的接口；而且支持RS232和RS422标准的接口与中央处理器单元双向交互数据。此外，优选方式下，在背板上为串口集线器单元还设置有单独支持RS422接口标准以手动选择方式实现的接口。上述以太网交换机单元通过母板上的TCP/IP接口连接各个功能模块；串口集线器单元通过母板上的串口连接各个功能模块；同步时序电路单元通过母板上的接口为各个功能模块提供时序信号。而各个功能模块还通过I2C总线与中央处理器单元交互数据。

本发明视音频信号处理平台的功能架构，改进在于，同步时序电路单元包括接收1-2路外同步信号的信号解析模块。信号解析模块输出一路同步时钟信号至时钟锁相模块，经去除抖晃后输出同步时钟信号至时钟选择模块，经二选一后输出时钟信号至LVDS差分模块，输出的差分信号送至各个功能模块。信号解析模块还输出一路同步时序信号至时序选择模块，经二选一后输出时序信号至热插拔驱动模块，热插拔驱动模块输出的信号送至各个功能模块。

本发明视音频信号处理平台的功能架构，进一步改进还在于，平台还包括按键及LED灯面板，以及LCD液晶屏。其中，按键面板通过按键板接口将按键信息依次通过主板上的中央处理器单元和I2C总线送至各个功能模块；并且各个功能模块通过I2C总线经中央处理器单元将显示信息传送到LCD液晶屏及LED灯。

为了实现检测功能，本发明视音频信号处理平台中的中央处理器单元还连接有温度检测模块、风扇检测模块、电源检测模块、外参考检测模块、功能模块检测模块、平台工作状态检测模块，以及用于报警检测信息的前面板指示模块。

通过上述技术方案，本实用新型具有如下优点：

1、全方位的报警检测系统，包括温度、风扇、电源、主板、功能模块报警等，提前预警可避免由于异常单元长期工作而引起更大的损失。

2、通讯接口集中管理，平台内置串口集线器和以太网交换机，监控计算机可通过平台通讯接口与任意功能模块进行通讯及数据透明传输。

3、集成各种参考同步时序电路，可为所有功能模块提供包括模拟视频、高清数字视频、标清数字视频、音频等信号处理模块所需的各种参考同步信号及时钟。

4、前面板操控技术，可实现现场操控各功能模块及平台。

附图说明

图1是本实用新型视音频信号处理平台功能架构的总体模块示意图；

图2是本实用新型视音频信号处理平台以太网接口结构框图；

图3是本实用新型视音频信号处理平台串口结构框图；

图4是本实用新型视音频信号处理平台时序电路结构框图；

图5是本实用新型视音频信号处理平台前面板操控技术示意图；

图6本实用新型矩视音频信号处理台硬件接口布局示意图。

具体实施方式

结合图6的硬件结构，参考图1所示功能框图，说明本实用新型视音频信号处理平台的功能架构，包括设置有中央处理器单元(图1所示CPU单元)的主板1、设置外部接口实现数据交换的背板14；以及与多个功能模块11连接的母板2。如图1所示，主板1上还设置有与中央处理器单元连接的串口集线器单元、以太网交换机单元，以及同步时序电路单元。

如图6所示，在背板14上为以太网交换机单元设置有TCP/IP接口。并且在背板14上为串口集线器单元设置有支持RS422接口标准以手动选择实现的接口，以及支持RS232和RS422两种接口标准的接口。此外，以太网交换机单元通过母板上的TCP/IP接口连接各个功能模块；串口集线器单元通过母板上的串口连接各个功能模块；同步时序电路单元通过母板上的接口为各个功能模块提供时序信号。下面参考附图分别说明各个单元的工作方式。

一、视音频信号处理平台实现了通讯接口的集中管理。

如图2所示，平台内置了一个百兆以太网交换机ETHERNET SWITCHER，所有功能模块FUNCTION MODULE 1......n均可通过母板与平台上的以太网交换机相连。通过背板14上的TCP/IP接口，用户可与平台内的任意一个功能模块进行无障碍通讯及数据交换。

如图3所示，背板上还设计了两路串行接口，一路串口(图中，主板背板RS232/422接口)支持RS232和RS422两种接口标准，另一路串口(图中，主板背板RS422接口)支持RS422接口标准。特定方式下，可只设置图中的RS232/422接口。此外，平台设计了一个串口集线器(图中的串口HUB)，通过母板与所有功能模块的串口互连。两路串口经由串口集线器可与任意一个功能模块建立连接。并且优选方式下，图中背板上RS232/422接口可自动建立连接，而RS422接口需手动建立连接。

图3中，各个功能模块还通过I2C总线与中央处理器单元交互数据。而支持RS232和RS422标准的接口与中央处理器单元还可以直接双向交互数据。

图2、图3所示的设置方式，优点在于：(1)使接线整洁有序；(2)节省外置以太网交换机成本；(3)通过TCP/IP接口可完成大规模数据传输任务；(4)可实现多台主机控制同一个功能模块的功能；(5)可实现一台主机控制多个功能模块的功能；(6)A路串口支持两种接口标准可满足不同客户的需求；(7)TCP/IP接口与两路串口联合使用可满足多台主机对各个功能模块的各种控制需求。

二、同步时序电路单元

参考图4所示，REF IN表示1-2路外同步信号的输入，输入的信号送至信号解析模块SYNC。信号解析模块输出两路信息，一路输出同步时钟信号送至至时钟锁相模块PLL，经PLL去除抖晃后，输出的同步时钟信号送至时钟选择模块CLK OUT，经CLK OUT模块二选一后输出时钟信号送至LVDS差分模块，输出的差分信号送至各个功能模块FUNCTION MODULE 1......n。信号解析模块SYNC输出的另一路信号为同步时序信号，首先送至时序选择模块SYNC OUT，经二选一后输出的时序信号送至热插拔驱动模块OC DRIVER，热插拔驱动模块OC DRIVER输出的信号送至各个功能模块。其中，热插拔驱动模块OC DRIVER用于支持硬件的热插拔功能，优选74HCO5集成芯片实现。

本实用新型视音频信号处理平台设计了两路外同步参考信号，每路参考信号既可以是模拟高、标清视频同步信号也可以是AES3码流、WORD CLOCK等音频同步信号。根据各种信号处理模块的同步时序需求，集成了模拟视频同步时序检测及时钟锁相单元、高标清数字视频同步时序检测及时钟锁相单元、数字音频同步时序检测及时钟锁相单元，并且检测电路和时钟锁相电路均采用冗余设计。可生成的同步时序包括模拟视频类的(RTC、AV-CLOCK、AV-HSYNC、AV-VSYNC、AV-OE、AV-LOCK等)、高清数字视频类的(HD-CLOCK、HD-HSYNC、HD-VSYNC、HD-OE、HD-LOCK等)、标清数字视频类的(SD-CLOCK、SD-HSYNC、SD-VSYNC、SD-OE、SD-LOCK等)、数字音频类的(MCLOCK、SCLOCK、LRCLOCK等)。所有时钟信号均采用高速LVDS传输，抗干扰能力强。

设置同步时序电路单元的优点在于：(1)同步时序电路无需各功能模块单独制作，降低平台整机成本；(2)降低各功能模块成本；(3)缩短功能模块开发周期；(4)降低功能模块设计难度；(5)同步时序种类丰富，无论是高、标清数字视频信号处理模块还是模拟视频信号处理模块以及音频信号处理模块均可从平台获得可靠、稳定的同步时序。(4)稳定、可靠的同步时序保证了整机的可靠运行。(5)精度高、抖晃低的同步时钟为产品的高质量提供了保障。(6)提高了产品市场竞争力。

三、前面板的操作

如图5所示，平台架构还包括按键面板、LED灯面板，以及LCD液晶屏。从而平台的前面板既服务于平台同时又服务于各功能模块。各功能模块通过I2C总线经由主板获取按键信息并传送显示信息到前面板。使用者还可通过“操控对象选择键”将“LCD和按键”的服务对象在平台和各功能模块之间切换。而各种状态和报警指示的对像始终保持不变。

图5中，按键面板通过按键板接口将按键信息依次通过主板上的中央处理器单元和I2C总线送至各个功能模块；各个功能模块通过I2C总线经中央处理器单元将显示信息传送到LCD液晶屏及LED灯。这种方式具有如下优点：(1)使用者操作方便，无论是平台还是功能模块都可以通过前面板按键进行操控。(2)操作信息直接可见，前面板LCD液晶屏即时显示用户操控信息。(3)状态指示实时直观，前面板的各种LED状态指示，直接向用户反映功能模块及平台的各类信息。

四、报警检测系统

平台还提供了全方位的报警检测系统，包括与中央处理器单元连接的温度检测模块、风扇检测模块、电源检测模块、外参考检测模块、功能模块检测模块、平台工作状态检测模块，以及用于报警检测信息的前面板指示模块。从而本实用新型为平台设计了可温度检测、风扇检测、电源检测、外参考检测、功能模块检测、平台工作状态检测等多种检测电路及各种报警检测的前面板指示功能。并因此具有如下优点：(1)可防止平台长期工作在高温环境下；(2)可防止风扇工作异常导致机箱内部温度升高；(3)可防止由于电源全部损坏而导致平台无法工作；(4)可防止使用错误的同步参考源；(5)可防止功能模块及平台长期工作在异常状态下。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种视音频信号处理平台的功能架构，包括设置有中央处理器单元的主板(1)、设置外部接口实现数据交换的背板(14)；其特征在于，还包括与多个功能模块连接的母板(2)；

所述主板(1)上还设置有与所述中央处理器单元连接的串口集线器单元、以太网交换机单元，以及同步时序电路单元；

在所述背板上为所述以太网交换机单元设置有TCP/IP接口；并且在所述背板上为串口集线器单元设置有支持RS232和RS422两种接口标准的接口；所述支持RS232和RS422标准的接口与所述中央处理器单元双向交互数据；

所述以太网交换机单元通过所述母板上的TCP/IP接口连接各个所述功能模块；所述串口集线器单元通过所述母板上的串口连接各个所述功能模块；所述同步时序电路单元通过所述母板上的接口为各个所述功能模块提供时序信号；

所述各个功能模块还通过I2C总线与所述中央处理器单元交互数据。

2、根据权利要求1所述视音频信号处理平台的功能架构，其特征在于，在所述背板上为串口集线器单元还设置有单独支持RS422接口标准以手动选择方式实现的接口。

3、根据权利要求1或2所述视音频信号处理平台的功能架构，其特征在于，所述同步时序电路单元包括接收1-2路外同步信号的信号解析模块(SYNC)；

所述信号解析模块(SYNC)输出一路同步时钟信号至时钟锁相模块，经去除抖晃后输出同步时钟信号至时钟选择模块(CLK OUT)，经二选一后输出时钟信号至LVDS差分模块，输出的差分信号送至各个所述功能模块；

所述信号解析模块(SYNC)还输出一路同步时序信号至时序选择模块(SYNCOUT)，经二选一后输出时序信号至热插拔驱动模块(OC DRIVER)，所述热插拔驱动模块(OC DRIVER)输出的信号送至各个所述功能模块。

4、根据权利要求3所述视音频信号处理平台的功能架构，其特征在于，还包括按键及LED灯面板，以及LCD液晶屏；

所述按键面板通过按键板接口将按键信息依次通过所述主板上的中央处理器单元和I2C总线送至各个所述功能模块；

各个所述功能模块通过所述I2C总线经所述中央处理器单元将显示信息传送到所述LCD液晶屏及LED灯。

5、根据权利要求4所述视音频信号处理平台的功能架构，其特征在于，所述中央处理器单元还连接有温度检测模块、风扇检测模块、电源检测模块、外参考检测模块、功能模块检测模块、平台工作状态检测模块，以及用于报警检测信息的前面板指示模块。