CN208158753U - 一种带usb接口的sdi采集器 - Google Patents
一种带usb接口的sdi采集器 Download PDFInfo
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Abstract
一种带USB接口的SDI采集器，包括：SDI均衡器，用于接收SDI信号并调制所述SDI信号的电平以生成调制SDI信号；FPGA处理器，用于将所述调制SDI信号转换成USB接口信号；以及USB接口芯片，用于解析所述USB接口信号以生成供送入USB设备的USB信号；所述SDI均衡器通信连接所述FPGA处理器，所述FPGA处理器通信连接所述USB接口芯片。实施本实用新型的带USB接口的SDI采集器，无需安装额外的驱动就能够实现对SDI信号到USB信号的转换，而USB接口定义为即插即用设备，应用广泛，因此携带方便、安装简单、低成本、用户体验佳。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号传输处理领域，更具体地说，涉及一种带USB接口的SDI采集器。
背景技术
在广电、教育、商务、军事、工业生产、医疗等场合往往需要对某个环境或场景进行音视频信息的记录，且对记录下的音视频数据质量要求较高，所以普通的DV机、数码相机、数码摄像机等就无法满足这些场景的需求。因此专业级的音视频领域普遍采用SDI((serial digital interface，数字分量串行接口)信号标准来满足高画质、低延时的音视频数据传输和存储。SDI信号是一种串行数字信号，SDI信号接口是把数据字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。而现阶段SDI信号的采集卡都为PCI-E接口，这种接口的采集卡必须安装在带PCI-E插槽的主板上，而便携式的计算机想使用的话就需要外置的周边设备则存在兼容问题，需要安排一系列的驱动，因此造成安装复杂、成本高、用户体验差。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种携带方便、安装简单、低成本、用户体验佳的带USB接口的SDI采集器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带USB接口的SDI采集器，包括：
SDI均衡器，用于接收SDI信号并调制所述SDI信号的电平以生成调制SDI信号；
FPGA处理器，用于将所述调制SDI信号转换成USB接口信号；以及
USB接口芯片，用于解析所述USB接口信号以生成供送入USB设备的USB信号；
所述SDI均衡器通信连接所述FPGA处理器，所述FPGA处理器通信连接所述USB接口芯片。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，所述FPGA处理器进一步包括：
SDI解码器，用于接收并解码所述调制SDI信号以获得同步头和FPGA接口数据；以及
转换处理模块，用于对所述FPGA接口数据进行数据处理并将处理后的所述FPGA接口数据转换成USB接口信号；
所述SDI解码器分别通信连接所述SDI均衡器和所述转换处理模块，所述转换处理模块进一步通信连接所述USB接口芯片。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，所述转换处理模块进一步包括：
FIFO单元，用于接收所述FPGA接口数据并按照设定排列输出所述FPGA接口数据；
DDR控制器，用于按照所述设定排列接收缓存所述FPGA接口数据；
DDR存储器，用于在所述DDR控制器的控制下按照设定空间分配规则存放所述FPGA接口数据；
处理单元，用于基于配置数据对所述FPGA接口数据进行数据处理；以及
USB接口控制器，用于将数据处理后的所述FPGA接口数据打包成GPIF数据包；
所述FIFO单元分别通信连接所述SDI解码器和所述DDR控制器；所述DDR控制器分别通信连接所述DDR存储器和所述处理单元，所述处理单元通信连接所述USB接口控制器。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，进一步包括用于接收用户指令并基于所述用户指令生成配置数据的微控制器，所述微控制器分别通信连接所述处理单元和用户设备。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，所述转换处理模块进一步包括用于控制所述微控制器与所述处理单元之间的通信连接的总线控制器。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，所述微控制器通过RS-232端口通信连接所述用户设备。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，所述USB接口芯片为USB3.0接口芯片，所述USB接口控制器经GPIO并行管脚连接所述USB3.0接口芯片。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，进一步包括与所述USB接口芯片通信连接的电可擦可编程只读存储器。
在本实用新型所述的带USB接口的SDI采集器中，进一步包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器分别电连接所述SDI均衡器、所述FPGA处理器通信和所述USB接口芯片。
实施本实用新型的带USB接口的SDI采集器，无需安装额外的驱动就能够实现对SDI信号到USB信号的转换，而USB接口定义为即插即用设备，应用广泛，因此携带方便、安装简单、低成本、用户体验佳。进一步地，通过设置转换处理模块，可以对数据进行相关预处理，因此可以降低后期对SDI信号的处理难度，提高工作效率。再进一步地，通过设置DC/DC转换器，无需外置电源，可以直接对SDI采集器的各个器件进行供电。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的带USB接口的SDI采集器的第一实施例的原理框图；
图2是本实用新型的带USB接口的SDI采集器的第二实施例的原理框图；
图3是本实用新型的带USB接口的SDI采集器的第三实施例的原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型的带USB接口的SDI采集器的第一实施例的原理框图。如图1所示，本实用新型的带USB接口的SDI采集器包括SDI均衡器100、FPGA处理器200和USB接口芯片300。如图1所示，所述SDI均衡器100通信连接所述FPGA处理器200，所述FPGA处理器200通信连接所述USB接口芯片300。所述SDI均衡器100可以通信连接音频和/或视频设备以接收SDI信号并调制所述SDI信号的电平以生成满足FPGA处理器200的接口电平要求的调制SDI信号。所述FPGA处理器200可以通过FPGA Serdes接口接收该调制SDI信号并将其转换成USB接口信号。所述USB接口芯片300从所述FPGA处理器200接收所述USB接口信号并对其进行解析，进而生成USB信号。随后所述USB接口芯片300可以通过USB接口将所述USB信号传送给USB设备。
在本实施例中，所述SDI均衡器100、FPGA处理器200和USB接口芯片300可以采用本领域已知的任何电路、设备、模块、芯片构建。基于本实用新型的教导，本领域技术人员能够实现这些部件的构建。
实施本实用新型的带USB接口的SDI采集器，无需安装额外的驱动就能够实现对SDI信号到USB信号的转换，而USB接口定义为即插即用设备，应用广泛，因此携带方便、安装简单、低成本、用户体验佳。
图2是本实用新型的带USB接口的SDI采集器的第二实施例的原理框图。如图2所示，本实用新型的带USB接口的SDI采集器包括SDI均衡器100、FPGA处理器200、USB接口芯片300、EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory，电可擦可编程只读存储器)400和DC/DC转换器500。如图2所示，所述SDI均衡器100通信连接所述FPGA处理器200，所述FPGA处理器200通信连接所述USB接口芯片300，所述EEPROM 400通信连接所述USB接口芯片300。所述DC/DC转换器500分别电连接所述SDI均衡器100、所述FPGA处理器200通信和所述USB接口芯片300。在本实施例中，所述FPGA处理器200进一步包括SDI解码器210和转换处理模块220。所述SDI解码器210分别通信连接所述SDI均衡器100和所述转换处理模块220，所述转换处理模块220进一步通信连接所述USB接口芯片300。
在本实施例中，所述SDI均衡器100可以通信连接音频和/或视频设备以接收SDI信号并调制所述SDI信号的电平以生成满足FPGA处理器200的接口电平要求的调制SDI信号。在本实施例中，所述SDI解码器210通信连接所述SDI均衡器100以接收所述调制SDI信号。所述SDI解码器210对所述调制SDI信号进行解析以获得同步头和FPGA接口数据。所述转换处理模块220通信连接所述SDI解码器210以接收所述FPGA接口数据，然后对所述FPGA接口数据进行数据处理并将处理后的所述FPGA接口数据转换成USB接口信号。所述数据处理可以包括裁切、缩放、字符叠加等等。在本实施例中，所述USB接口芯片300从所述转换处理模块220接收所述USB接口信号并对其进行解析，进而生成USB信号。随后所述USB接口芯片300可以通过USB接口将所述USB信号传送给USB设备。在本实施例中，所述USB接口芯片300可以将所述USB信号在所述EEPROM 400进行缓存。在本实施例中，DC/DC转换器500可以用于将从USB设备、或者其他电源设备获得的电压进行DC/DC转换，从而为所述SDI均衡器100、SDI解码器210、转换处理模块220、USB接口芯片300、EEPROM 400和DC/DC转换器500进行供电。
在本实施例中，所述SDI均衡器100、SDI解码器210、转换处理模块220、USB接口芯片300、EEPROM 400和DC/DC转换器500可以采用本领域已知的任何电路、设备、模块、芯片构建。基于本实用新型的教导，本领域技术人员能够实现这些部件的构建。
实施本实用新型的带USB接口的SDI采集器，无需安装额外的驱动就能够实现对SDI信号到USB信号的转换，而USB接口定义为即插即用设备，应用广泛，因此携带方便、安装简单、低成本、用户体验佳。进一步地，通过设置转换处理模块，可以对数据进行相关预处理，因此可以降低后期对SDI信号的处理难度，提高工作效率。再进一步地，通过设置DC/DC转换器，无需外置电源，可以直接对SDI采集器的各个器件进行供电。
图3是本实用新型的带USB接口的SDI采集器的第三实施例的原理框图。如图3所示，本实用新型的带USB接口的SDI采集器包括SDI均衡器100、FPGA处理器200、USB接口芯片300、EEPROM 400、DC/DC转换器500、微控制器600。在本实施例中，所述FPGA处理器200进一步包括SDI解码器210和转换处理模块220。而所述转换处理模块220进一步包括FIFO单元221、处理单元222、DDR控制器223、DDR存储器224、USB接口控制器225和微控制器600。
在本实施例中，所述SDI均衡器100可以通信连接音频和/或视频设备以接收SDI信号并调制所述SDI信号的电平以生成满足FPGA处理器200的接口电平要求的调制SDI信号。
在本实施例中，所述SDI解码器210通信连接所述SDI均衡器100以接收所述调制SDI信号。所述SDI解码器210对所述调制SDI信号进行解析以获得同步头和FPGA接口数据。所述FIFO单元221通信连接所述SDI解码器210以接收所述FPGA接口数据并按照设定排列输出所述FPGA接口数据到与其通信连接的DDR控制器223。所述DDR控制器223用于按照所述设定排列接收缓存所述FPGA接口数据，并且按照设定空间分配规则将所述FPGA接口数据存放在与其通信连接的DDR存储器224中。所述处理单元222通信连接所述DDR控制器223以通过所述DDR控制器223实时读取DDR存储器224中存储的所述FPGA接口数据，并根据配置数据对所述FPGA接口数据进行数据处理。在本实施例中，所述配置数据可以通过微控制器600进行提供。在本实施例中，所述微控制器600分别通信连接所述处理单元222和用户设备。优选地，所述微控制器600通过RS-232端口通信连接所述用户设备。用户设备输入的用户指令可以通过RS-232端口传送到所述微控制器600，而所述微控制器600基于所述用户指令生成配置数据，并通过通信总线将配置数据传送给所述处理单元222。在本实施例中，可以设置总线控制器226控制所述微控制器600与所述处理单元222的通信连接。在本实用新型的另一优选实施例中，可以通过USB设备提供配置数据，也可以在所述处理单元222中内置配置数据。在本实施例中，所述处理单元222可以基于所述配置数据对所述FPGA接口数据进行裁切、缩放、字符叠加等。然后，所述处理单元222可以将处理好的所述FPGA接口数据送入USB接口控制器225。在本实施例中，所述USB接口控制器225可以将数据处理后的所述FPGA接口数据打包成GPIF(general programmable interface，通用可编程接口)数据包，然后将其发送给USB接口芯片300。由于FPGA是并行处理架构，因此处理速度快，处理裁切、缩放、字符叠加等延时小于10ms。
在本实施例中，所述USB接口芯片300可以是USB3.0接口芯片，所述USB接口控制器225经GPIO(general purpose input output，通用输入输出)并行管脚连接所述USB3.0接口芯片。当然，在本实用新型的其他优选实施例中，还可以使用其他类型的接口芯片。随后所述USB接口芯片300可以通过USB接口将所述USB信号传送给USB设备。在本实施例中，所述USB接口芯片300可以将所述USB信号在所述EEPROM 400进行缓存。在本实施例中，DC/DC转换器500可以用于将从USB设备、或者其他电源设备获得的电压进行DC/DC转换，从而为所述SDI均衡器100、SDI解码器210、转换处理模块220、USB接口芯片300、EEPROM 400和DC/DC转换器500进行供电。
在本实施例中，所述SDI均衡器100、SDI解码器210、转换处理模块220、USB接口芯片300、EEPROM 400和DC/DC转换器500可以采用本领域已知的任何电路、设备、模块、芯片构建。基于本实用新型的教导，本领域技术人员能够实现这些部件的构建。
实施本实用新型的带USB接口的SDI采集器，无需安装额外的驱动就能够实现对SDI信号到USB信号的转换，而USB接口定义为即插即用设备，应用广泛，因此携带方便、安装简单、低成本、用户体验佳。进一步地，通过设置转换处理模块，可以对数据进行相关预处理，因此可以降低后期对SDI信号的处理难度，提高工作效率。再进一步地，通过设置DC/DC转换器，无需外置电源，可以直接对SDI采集器的各个器件进行供电。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种带USB接口的SDI采集器，其特征在于，包括：
SDI均衡器，用于接收SDI信号并调制所述SDI信号的电平以生成调制SDI信号；
FPGA处理器，用于将所述调制SDI信号转换成USB接口信号；以及
USB接口芯片，用于解析所述USB接口信号以生成供送入USB设备的USB信号；
所述SDI均衡器通信连接所述FPGA处理器，所述FPGA处理器通信连接所述USB接口芯片。
2.根据权利要求1所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，所述FPGA处理器包括：
SDI解码器，用于接收并解码所述调制SDI信号以获得同步头和FPGA接口数据；以及
转换处理模块，用于对所述FPGA接口数据进行数据处理并将处理后的所述FPGA接口数据转换成USB接口信号；
所述SDI解码器分别通信连接所述SDI均衡器和所述转换处理模块，所述转换处理模块通信连接所述USB接口芯片。
3.根据权利要求2所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，所述转换处理模块包括：
FIFO单元，用于接收所述FPGA接口数据并按照设定排列输出所述FPGA接口数据；
DDR控制器，用于按照所述设定排列接收缓存所述FPGA接口数据；
DDR存储器，用于在所述DDR控制器的控制下按照设定空间分配规则存放所述FPGA接口数据；
处理单元，用于基于配置数据对所述FPGA接口数据进行数据处理；以及
USB接口控制器，用于将数据处理后的所述FPGA接口数据打包成GPIF 数据包；
所述FIFO单元分别通信连接所述SDI解码器和所述DDR控制器；所述DDR控制器分别通信连接所述DDR存储器和所述处理单元，所述处理单元通信连接所述USB接口控制器。
4.根据权利要求3所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，包括用于接收用户指令并基于所述用户指令生成配置数据的微控制器，所述微控制器分别通信连接所述处理单元和用户设备。
5.根据权利要求4所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，所述转换处理模块包括用于控制所述微控制器与所述处理单元之间的通信连接的总线控制器。
6.根据权利要求4所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，所述微控制器通过RS-232端口通信连接所述用户设备。
7.根据权利要求3所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，所述USB接口芯片为USB3.0接口芯片，所述USB接口控制器经GPIO并行管脚连接所述USB3.0接口芯片。
8.根据权利要求1所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，包括与所述USB接口芯片通信连接的电可擦可编程只读存储器。
9.根据权利要求1所述的带USB接口的SDI采集器，其特征在于，包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器分别电连接所述SDI均衡器、所述FPGA处理器通信和所述USB接口芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820114358.0U CN208158753U (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种带usb接口的sdi采集器 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN208158753U true CN208158753U (zh) | 2018-11-27 |
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ID=64413672
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201820114358.0U Active CN208158753U (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种带usb接口的sdi采集器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN208158753U (zh) |
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2018
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
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