CN204559747U - 一种高清led显示屏视频数据收发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高清LED显示屏视频数据收发装置，包括非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块，高清视频接口模块的输出端和非易失性存储模块的输出端均与高速视频数据控制模块的输入端连接，高速视频数据控制模块的输出端与多路串行视频数据输出模块的输入端连接，高速视频数据控制模块还分别与数据缓存模块和通信控制模块连接；非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块均集成在一个电路板上。本实用新型具有高分辨率和高实时性的优点，可广泛应用于显示控制技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示控制技术领域，尤其是一种高清LED显示屏视频数据收发装置。
背景技术
目前，大型LED显示屏在户外广告、舞台布置等领域应用广泛。不断出现的应用需求，推动了LED显示屏控制技术的发展：一方面，人们对信息发布时效性要求不断提高，促使LED显示屏控制技术向同步控制系统方向迈进；另一方面，人们对画面清晰度和颜色保真性要求的提高，促使LED显示屏向超大规模、超高分辨率和颜色高保真方向发展，同时也推动了与之对应的LED显示屏控制技术向着大带宽方向发展。总的来说，大带宽、高实时性是LED高清显示屏控制技术的发展趋势。
现有的LED显示屏同步控制系统的数据通道一般包括发送卡和多个级联的接收卡。发送卡接收视频源数据，并在完成数据格式的转换之后，通过RJ-45口或者BNC接口传送给接收卡。在分辨率和实时性要求不高的应用中，这种方案表现出很好的性能。但是，若要实现高分辨率和高保真性显示，如实现1920*1060120Hz的显示，现有的方案只有在视频源与发送卡之间增加图像分割的设备，并通过多通道并行的方式才有可能实现。而如果进一步要求LED显示屏的视频延迟不超过1帧时，现有的方案就很难做到了，因为图像分割和数据转发都会引入延迟。
因此，现有技术方案仍然无法完全满足高分辨率和高实时性显示的需求，亟待进一步改善和提高。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：提供一种高分辨率和高实时性高的高清LED显示屏视频数据收发装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高清LED显示屏视频数据收发装置，包括非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块，所述高清视频接口模块的输出端和非易失性存储模块的输出端均与高速视频数据控制模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块的输出端与多路串行视频数据输出模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块还分别与数据缓存模块和通信控制模块连接；所述非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块均集成在一个电路板上。
进一步，所述高清视频接口模块包括第一HDMI接口、第二HDMI接口和专用视频接口芯片，所述第一HDMI接口的输出端和第二HDMI接口的输出端均与专用视频接口芯片的输入端连接，所述专用视频接口芯片的输出端与高速视频数据控制模块的输入端连接。
进一步，所述数据缓存模块包括第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组，所述第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组均与高速视频数据控制模块连接，所述第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组均只存储整数帧视频数据，且第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组中存储的帧数相同。
进一步，所述非易失性存储模块包括Flash存储器和SD卡插槽，所述Flash存储器和SD卡插槽均与高速视频数据控制模块连接。
进一步，所述多路串行视频数据输出模块包括至少两个独立的并行通道，所述每个独立的并行通道包括一个以太网物理层收发芯片和一个RJ-45接口，所述高速视频数据控制模块的输出端通过以太网物理层收发芯片与RJ-45接口连接。
进一步，所述通信控制模块包括USB接插件、USB专用接口芯片、RJ-45座和专用以太网接口芯片，所述USB接插件通过USB专用接口芯片与高速视频数据控制模块连接，所述RJ-45座通过专用以太网接口芯片与高速视频数据控制模块连接。
进一步，所述高速视频数据控制模块由FPGA芯片和时钟电路构成。
本实用新型的有益效果是：把高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、非易失性存储模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块集成在一个电路板上，带宽较大，分辨率较高，且省去了专门的图像分割和数据分发设备，大大降低了视频数据的延迟，实时性较高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型一种高清LED显示屏视频数据收发装置的功能模块框图；
图2为本实用新型一种高清LED显示屏视频数据收发装置的内部结构框图。
附图标记：1、视频接口模块；2、通信控制模块；3、非易失性存储模块；4、高速视频数据控制模块；5、数据缓存模块；6、多路串行视频数据输出模块；10、专用视频接口芯片；11、第一HDMI接口；12、第二HDMI接口；20、USB接插件；21、USB专用接口芯片；22、RJ-45座；23、专用以太网接口芯片；30、Flash存储器；31、SD卡插槽；50、第一SDRAM芯片组；51、第二SDRAM芯片组；610～690、以太网物理层收发芯片；611～691、RJ-45接口。
具体实施方式
参照图1，一种高清LED显示屏视频数据收发装置，包括非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块，所述高清视频接口模块的输出端和非易失性存储模块的输出端均与高速视频数据控制模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块的输出端与多路串行视频数据输出模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块还分别与数据缓存模块和通信控制模块连接；所述非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块均集成在一个电路板上。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述高清视频接口模块包括第一HDMI接口、第二HDMI接口和专用视频接口芯片，所述第一HDMI接口的输出端和第二HDMI接口的输出端均与专用视频接口芯片的输入端连接，所述专用视频接口芯片的输出端与高速视频数据控制模块的输入端连接。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述数据缓存模块包括第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组，所述第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组均与高速视频数据控制模块连接，所述第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组均只存储整数帧视频数据，且第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组中存储的帧数相同。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述非易失性存储模块包括Flash存储器和SD卡插槽，所述Flash存储器和SD卡插槽均与高速视频数据控制模块连接。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述多路串行视频数据输出模块包括至少两个独立的并行通道，所述每个独立的并行通道包括一个以太网物理层收发芯片和一个RJ-45接口，所述高速视频数据控制模块的输出端通过以太网物理层收发芯片与RJ-45接口连接。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述通信控制模块包括USB接插件、USB专用接口芯片、RJ-45座和专用以太网接口芯片，所述USB接插件通过USB专用接口芯片与高速视频数据控制模块连接，所述RJ-45座通过专用以太网接口芯片与高速视频数据控制模块连接。
进一步作为优选的实施方式，所述高速视频数据控制模块由FPGA芯片和时钟电路构成。
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例一
参照图1和图2，本实用新型的第一实施例：
本实施例的一种高清LED显示屏视频数据收发装置由高清视频接口模块1、通信控制模块2，非易失性存储模块3、高速视频数据控制模块4、数据缓存模块5和多路串行视频数据输出模块构成。
其中，高清视频接口模块接收来自视频源的高速视频数据流，实现视频数据的串并转换，并把串并转换后的数据发送给高速视频数据控制模块。高速视频数据控制模块从非易失性存储模块中读取LED显示屏的像素坐标数据，并触发相应的控制信号对视频数据进行重新排列，最后把处理后的视频数据存入数据缓存模块中。与此同时，高速视频数据控制模块还从数据缓存模块中读出经过重排的视频数据，发送到多路串行视频数据输出模块。多路串行视频数据输出模块将接收到的视频数据进行并串转换后馈送给后续的LED屏驱动系统。通信控制模块触发相应的通信控制信号，控制高速视频数据控制模块和上位机的双向通信过程。
本实施例的高清视频接口模块1在电路结构上包括第一HDMI接口11、第二HDMI接口12和专用视频接口芯片10。第一HDMI接口11和第二HDMI接口12分别连接到专用视频接口芯片的两个输入端。专用视频接口芯片的输出接口连接到高速视频数据控制模块4。
本实施例的通信控制模块1在电路结构上包括USB接插件20、USB专用接口芯片21，RJ-45座22和专用以太网接口芯片23。USB接插件连接到USB专用接口芯片的串行口，USB专用接口芯片的并行口连接到高速视频数据控制模块4。RJ-45座连接到专用以太网接口芯片的串行口，专用以太网接口芯片的并行口连接到高速视频数据控制模块4。
本实施例的非易失性存储模块3在电路结构上包括Flash存储器30和用于存储扩展的SD卡插槽31。Flash存储器和SD卡插槽通过不同的接口连接到专用以太网接口芯片，专用以太网接口芯片的并行口连接到高速视频数据控制模块4。
本实施例的高速视频数据控制模块4在电路结构上是一个FPGA最小系统，该最小系统至少包括FPGA芯片和时钟电路。
本实施例的数据缓存模块5在电路结构上为两组DDR-III的SDRAM芯片：第一SDRAM芯片组50和第二SDRAM芯片组51。每一芯片组内至少包含一片DDR-III的SDRAM芯片。第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组通过相互独立的存储器接口连接到高速视频数据控制模块4。
多路串行视频数据输出模块6在电路结构上包括多个由以太网物理层收发芯片和RJ-45接口连接构成的串行输出通道。本实施例的多路串行视频数据输出模块包括九个这样的独立通道，分别是：由以太网物理层收发芯片610和RJ-45接口611构成的第一串行输出通道；由以太网物理层收发芯片620和RJ-45接口621构成的第二串行输出通道；由以太网物理层收发芯片630和RJ-45接口631构成的第三串行输出通道；由以太网物理层收发芯片640和RJ-45接口641构成的第四串行输出通道；由以太网物理层收发芯片650和RJ-45接口651构成的第五串行输出通道；由以太网物理层收发芯片660和RJ-45接口661构成的第六串行输出通道；由以太网物理层收发芯片670和RJ-45接口671构成的第七串行输出通道；由以太网物理层收发芯片660和RJ-45座661构成的第八串行输出通道；由以太网物理层收发芯片690和RJ-45接口691构成的第九串行输出通道。在每个通道内，RJ-45接口连接到以太网物理层收发芯片的串行收发口上，以太网物理层收发芯片的并行收发口连接高速视频数据控制模块4。各通道与高速视频数据控制模块的连接相互独立。
本实施例一种高清LED显示屏视频数据收发装置的工作原理为：
视频源通过两个HDMI接口中的一个发送高清视频数据到本实用新型的高清LED显示屏视频数据收发装置。高清视频接口模块的专用视频接口芯片实现视频数据的串并转换，并把串并转换后的数据发送给高速视频数据控制模块。高速视频数据控制模块读取存储在非易失性存储模块中的LED显示屏的像素坐标数据，并触发相应的控制信号对视频数据进行重新排列，然后把处理后的视频数据存入数据缓存模块的SDRAM芯片组中。与此同时，高速视频数据控制模块还从数据缓存模块的SDRAM组中读出经过重排的视频数据，发送到多路串行视频数据输出模块。多路串行视频数据输出模块的每一路都将接收到的视频数据进行并串转换后通过RJ-45接口馈送出去。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种高清LED显示屏视频数据收发装置，其特征在于：包括非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块，所述高清视频接口模块的输出端和非易失性存储模块的输出端均与高速视频数据控制模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块的输出端与多路串行视频数据输出模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块还分别与数据缓存模块和通信控制模块连接；所述非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块均集成在一个电路板上。
2.根据权利要求1所述的一种高清LED显示屏视频数据收发装置，其特征在于：所述高清视频接口模块包括第一HDMI接口、第二HDMI接口和专用视频接口芯片，所述第一HDMI接口的输出端和第二HDMI接口的输出端均与专用视频接口芯片的输入端连接，所述专用视频接口芯片的输出端与高速视频数据控制模块的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种高清LED显示屏视频数据收发装置，其特征在于：
所述数据缓存模块包括第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组，所述第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组均与高速视频数据控制模块连接，所述第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组均只存储整数帧视频数据，且第一SDRAM芯片组和第二SDRAM芯片组中存储的帧数相同。
4.根据权利要求1所述的一种高清LED显示屏视频数据收发装置，其特征在于：
所述非易失性存储模块包括Flash存储器和SD卡插槽，所述Flash存储器和SD卡插槽均与高速视频数据控制模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种高清LED显示屏视频数据收发装置，其特征在于：所述多路串行视频数据输出模块包括至少两个独立的并行通道，所述每个独立的并行通道包括一个以太网物理层收发芯片和一个RJ-45接口，所述高速视频数据控制模块的输出端通过以太网物理层收发芯片与RJ-45接口连接。
6.根据权利要求1所述的一种高清LED显示屏视频数据收发装置，其特征在于：所述通信控制模块包括USB接插件、USB专用接口芯片、RJ-45座和专用以太网接口芯片，所述USB接插件通过USB专用接口芯片与高速视频数据控制模块连接，所述RJ-45座通过专用以太网接口芯片与高速视频数据控制模块连接。
7.根据权利要求1所述的一种高清LED显示屏视频数据收发装置，其特征在于：所述高速视频数据控制模块由FPGA芯片和时钟电路构成。
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