CN201577135U - 一种多输入格式高速率矩阵 - Google Patents

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周粤生
卢泽菁
陈志雄
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Abstract

本实用新型涉及一种矩阵，更具体地说，是一种具有多种输入格式，传输速率达到3G的SDI接口矩阵，其包括多个信号转换板和一个矩阵主板，每个信号转换板接收某一种输入格式信号并将其转换为SDI信号，该矩阵主板的输入端接收多个来自信号转换板的SDI信号，该矩阵主板将多个SDI信号进行切换，该矩阵主板的输出端将切换后的SDI信号输出至SDI接口，其中，信号转换板的数量与矩阵主板的输入端数量相同。本实用新型解决了数字高清液晶拼接幕墙对前端信号的兼容和切换的问题，结构清晰，实用性强。

Description

一种多输入格式高速率矩阵
技术领域
本实用新型涉及一种矩阵，更具体地说，是一种具有多种输入格式，传输速率达到3G的SDI接口矩阵。
背景技术
矩阵是一种音视频切换设备，通常具有16、32甚至64或更多的路数，一般输入输出路数相同，形成矩阵结构。例如16×16CVBS矩阵，是指输入视频路数为16路，输出也为16路的视频矩阵，任意一路输入可以短接任意一路输出，每一路输入可以同时在多个输出接口中输出。一般地，我们把M×N型的结构称为矩阵，M×1型的称为切换器，1×N型的称为分配器。
目前市场上有很多种矩阵，都是单一信号的矩阵，例如视频矩阵，VGA矩阵，DVI矩阵等，这些矩阵实现了信号的切换。也有一些矩阵，是这些矩阵的组合，例如同时可以切换音频和视频的混合型矩阵，这样的矩阵，也只是对原有矩阵的简单组合。
随着模拟向数字的技术过渡，人们对设备性能要求越来越高，在一些安防监控场所，例如110报警中心，目前大多采用液晶拼接幕墙设备作为后端显示设备。
目前新一代的数字高清液晶拼接幕墙，正朝着拥有广播级质量的高清晰数字视频发展，也就是要求达到HDTV质量的视频显示。同时，液晶拼接幕墙具有物理分辨率高，视频效果好，轻薄低辐射等特点。
液晶拼接幕墙采用液晶显示单元，通过拼接处理系统，配合矩阵设备，可以同时显示一路或者多路监视画面，显示的路数取决于矩阵的输入路数。
新一代的数字高清液晶拼接幕墙，采用SDI接口。SDI是串行数字接口，被用来传送无压缩的数字视频信号。包括标准清晰度的SD-SDI和高清晰度的HD-SDI接口，也包括更高标准的3G-SDI。
3G-SDI中的3G是指SDI信号的数据传输率为3Gbit每秒。由于HDTV可以支持每秒30帧的逐行扫描1920×1080的分辨率格式，而3G能够支持比HD视频信号最高帧扫描频率更高一倍的频率，即3G可以支持每秒60帧的HD信号，这在观看动态视频时的差别是很大的。
在实际应用中，液晶拼接幕墙作为显示设备，已经实现了数字高清和3G显示，而前端的视频源，却还没能全面实现数字高清和3G质量，人们希望在使用中，当有数字高清的HD-SDI信号时，液晶拼接幕墙可以显示高清视频效果；当有3G-SDI时，可以显示3G的视频效果；而当只有模拟的CVBS时，需要显示VGA信号时，系统也能向下兼容，简单地切换为CVBS信号或者VGA信号。
众所周知，实现信号的切换是矩阵设备，而目前并没有一种矩阵设备可以同时兼容多种格式的前端信号源，这就造成了大屏数字高清液晶拼接幕墙，无法同时兼容这么多格式的前端信号源。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多输入格式高速率矩阵，该矩阵实现了多种信号格式，包括CVBS、VGA、DVI、HDMI、YPbPr、S-Video、SDI各种信号的输入，SDI信号的输出，最高数据传输率为3Gbit每秒的矩阵。SDI兼容SD/HD/3G标准。本实用新型解决了数字高清液晶拼接幕墙对前端信号的兼容和切换的问题，结构清晰，实用性强。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种多输入格式高速率矩阵包括多个信号转换板和一个矩阵主板，每个信号转换板接收某一种输入格式信号并将其转换为SDI信号，该矩阵主板的输入端接收多个来自信号转换板的SDI信号，该矩阵主板将多个SDI信号进行切换，该矩阵主板的输出端将切换后的SDI信号输出至SDI接口，其中，信号转换板的数量与矩阵主板的输入端数量相同。
该多种输入格式信号包括CVBS、VGA、DVI、HDMI、YPbPr、S-Video及SDI。
所述信号转换板包括依次连接的接口转换模块、视频控制模块及FPGA模块，该接口转换模块用于接收一部分输入格式信号，该视频控制模块用于接收另一部分输入格式信号，该视频控制模块将其接收的信号及来自接口转换模块的信号转换为数字信号，该FPGA模块将数字信号转换为SDI信号并输出至矩阵主板。
所述信号转换板还包括与视频控制模块连接、用于存储该信号转换驱动程序的内存和/或闪存。
所述矩阵主板包括依次连接的连接器、电缆均衡器、交叉矩阵芯片及电缆驱动器，还包括与交叉矩阵芯片连接用于控制的单片机，该连接器连接至信号转换板，该电缆驱动器连接至SDI接口，该连接器的数量与信号转换板的数量相同。
所述矩阵主板还包括用于接收外界通讯讯号的通讯接口。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：
1、实现对多种模拟和数字、标清和高清的输入信号的兼容，包括CVBS、VGA、DVI、HDMI、YPbPr、S-Video、SDI；
2、在实际应用中，实现了具有HDTV视频质量的采用SDI接口的数字高清液晶拼接幕墙对各种前端视频信号的兼容；
3、结构简单、清晰，实用性强。
附图说明
图1为本实用新型的多输入格式高速率矩阵结构图；
图2为信号转换板的结构图；
图3为矩阵主板的结构图；
图4为应用实例图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为本实用新型的多输入格式高速率矩阵结构。如图所示，多种输入格式信号输入信号转换板，信号转换板数量与矩阵主板的输入端数量相同。所述信号输入格式包括CVBS、VGA、DVI、HDMI、YPbPr、S-Video、SDI，所有输入信号，经过信号转换板，转换为SDI信号，并连接矩阵主板，所述矩阵主板实现矩阵功能。
图2为本实用新型矩阵信号转换板结构。如图所示，DVI和HDMI信号经过接口转换模块，转换为24位RGB信号，输入视频控制模块。CVBS、VGA、YPbPr、S-Vi deo直接输入视频控制模块。经视频控制模块处理成数字信号，输入FPGA模块，转换为SDI信号。输入的SDI信号不需要经过处理，直接连接FPGA模块，并由FPGA模块输出。由FPGA模块输出的SDI信号，与矩阵主板相连接。信号转换板还包括用于存储该信号转换驱动程序的内存和/或闪存。
图3为矩阵主板的结构图。如图所示，由连接器输入的来自信号转换板的SDI信号，经过电缆均衡器均衡后，连接交叉矩阵芯片。一路连接器输入对应一块信号转换板。信号在交叉矩阵芯片处理后，经电缆驱动器驱动输出。控制信号经过控制单片机，对交叉矩阵芯片进行控制。
下面结合实例对本实用新型进一步说明。
图4为输入路数为32路，输出路数也为32路的矩阵。输入信号为HDMI格式。
信号转换板的接口转换模块可以由ADI公司的芯片AD9880构成，视频控制模块可以由GENESIS公司的芯片FLI8668构成，FPGA模块可以选用ECP2M系列的型号为LEF2M20SE的芯片。
矩阵主板采用Mindspeed公司的3G交叉矩阵芯片M21121来实现32x32高速信号切换，同时信号输入端设置电缆均衡器，可以使用型号为LMH0034的芯片，信号输出端设置电缆驱动器，可以使用型号为LMH0002的芯片，控制部分采用TI的LM3S6916微处理器。

Claims (6)

1.一种多输入格式高速率矩阵，其特征在于，包括多个信号转换板和一个矩阵主板，每个信号转换板接收某一种输入格式信号并将其转换为SDI信号，该矩阵主板的输入端接收多个来自信号转换板的SDI信号，该矩阵主板将多个SDI信号进行切换，该矩阵主板的输出端将切换后的SDI信号输出至SDI接口，其中，信号转换板的数量与矩阵主板的输入端数量相同。
2.根据权利要求1所述的多输入格式高速率矩阵，其特征在于，该多种输入格式信号包括CVBS、VGA、DVI、HDMI、YPbPr、S-Video及SDI。
3.根据权利要求1所述的多输入格式高速率矩阵，其特征在于，所述信号转换板包括依次连接的接口转换模块、视频控制模块及FPGA模块，该接口转换模块用于接收一部分输入格式信号，该视频控制模块用于接收另一部分输入格式信号，该视频控制模块将其接收的信号及来自接口转换模块的信号转换为数字信号，该FPGA模块将数字信号转换为SDI信号并输出至矩阵主板。
4.根据权利要求3所述的多输入格式高速率矩阵，其特征在于，所述信号转换板还包括与视频控制模块连接、用于存储该信号转换驱动程序的内存和/或闪存。
5.根据权利要求1所述的多输入格式高速率矩阵，其特征在于，所述矩阵主板包括依次连接的连接器、电缆均衡器、交叉矩阵芯片及电缆驱动器，还包括与交叉矩阵芯片连接用于控制的单片机，该连接器连接至信号转换板，该电缆驱动器连接至SDI接口，该连接器的数量与信号转换板的数量相同。
6.根据权利要求1至5任一项所述的多输入格式高速率矩阵，其特征在于，所述矩阵主板还包括用于接收外界通讯讯号的通讯接口。
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