CN208724011U - 一种基于xmc接口的嵌入式多通道图形处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，包括XMC插头、三通道视频输入转换单元、多功能图像处理单元、嵌入式图形处理器和六通道视频输出转换单元，其中：XMC插头与三通道视频输入转换单元、嵌入式图形处理器和六通道视频输出转换单元相连接，三通道视频输入转换单元与多功能图像处理单元相连接，多功能图像处理单元与嵌入式图形处理器、六通道视频输出转换单元相连接。多功能图像处理单元协助嵌入式图形处理器进行图形图像处理，降低了嵌入式图形处理器的工作负担，提高了装置的工作性能，该处理性能高、功能齐全、图像性能高、实时性效果好、热功耗低、结构紧凑、稳定可靠、兼容多输入输出图像，满足军用抗恶劣环境的需求。

Description

一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置

技术领域

本实用新型涉及到图像处理技术领域，尤其涉及一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置。

背景技术

目前，嵌入式图像处理主要是利用GPU（即图形处理器）进行多种格式的外部视频信号处理，采用图形绘制、叠加以及畸变矫正等过程处理，利用CPU（即中央处理器）软件模式进行图形融合、拼接等特殊模式的处理，各种图形处理模式的增加，大大增加了GPU和CPU的负担，在多路图形同时处理时，热功耗增大，处理性能明显降低。两路视频接口同时输出的GPU处理器，热功耗已经较大，6路视频接口同时输出的GPU处理器，虽然功能和性能都有较大提升，但热功耗在嵌入式领域已经达到极限，再需要进行额外的视频特殊处理，热功耗太高，无法满足嵌入式系统需求；在此种情况下，将大部分的视频处理功能从GPU移出，由CPU进行协助处理，GPU的负荷降低，热功耗降低，但CPU进行大量的图形处理，又会严重影响系统的运行。

因此，如何能够利用辅助装置提高图卡处理性能，达到功能齐全、图像性能高，实时性效果好、热功耗低、兼容多输入输出图像并行处理，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，该装置能够利用辅助装置提高图卡处理性能，达到功能齐全、图像性能高，实时性效果好、热功耗低、兼容多输入输出图像并行处理。

本实用新型提供的基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，包括XMC插头、三通道视频输入转换单元、多功能图像处理单元、嵌入式图形处理器和六通道视频输出转换单元，其中：XMC插头与三通道视频输入转换单元、嵌入式图形处理器和六通道视频输出转换单元相连接，三通道视频输入转换单元与多功能图像处理单元相连接，多功能图像处理单元与嵌入式图形处理器、六通道视频输出转换单元相连接。

优选地，所述XMC插头为三路视频输入和六路视频输出接口，其中：作为视频输入接口可接收一路PAL模拟视频图像输入、一路VGA模拟视频图像输入以及一路DVI数字视频图像输入；作为输出接口可输出三路VGA模拟视频图像输出以及三路DVI数字视频图像输出。

优选地，所述三通道视频输入转换单元包括模数转换芯片和解码芯片，XMC接口、模数转换芯片、解码芯片与多功能图像处理单元依次连接。

优选地，所述多功能图像处理单元包括九路图像采集驱动单元、图像滤波单元、图像剪裁单元、图像叠加单元、图像拼接单元、图像融合单元和六路图像输出单元九路图像采集驱动单元与三通道视频输入转换单元及嵌入式图形处理器相连，九路图像采集驱动单元、图像滤波单元、图像剪裁单元、图像叠加单元、图像拼接单元、图像融合单元和六路图像输出单元依次连接，六路图像输出单元与六路视频输出转换单元相连。

优选地，所述嵌入式图形处理器包括总线数据处理单元、六路图形绘制单元、图形旋转单元、图形缩放单元、汉字显示单元、图形畸变单元和图形输出驱动单元，总线数据处理单元与XMC接口连接，六路图形绘制单元、图形旋转单元、图像缩放单元、汉字显示单元、图形畸变单元分别与总线数据处理单元及图形输出驱动单元相连，图形输出驱动单元与多功能图像处理单元相连。

优选地，所述六路视频输出转换单元包括模数转换芯片和解码芯片，XMC接口、模数转换芯片、解码芯片与多功能图像处理单元依次连接。

通过XMC插头1接收三路视频图像信号，嵌入式图形处理器3进行六路视频图像绘制，多功能图像处理单元4将三路输入视频图像信号和六路嵌入式图形处理器3绘制的视频图像进行任意组合叠加、融合、拼接，然后通过六通道视频输出转换单元5、XMC插头1输出至底板。利用多功能图像处理单元4进行多路视频的图像采集、图像剪裁、图像融合、图像拼接、图像滤波，可编程性强，设计灵活。协助嵌入式图形处理器3进行图形图像处理，降低了嵌入式图形处理器3的工作负担，提高了装置的工作性能，该设备处理性能高、功能齐全、图像性能高、实时性效果好、热功耗低、结构紧凑、稳定可靠、兼容多输入输出图像，满足军用抗恶劣环境的需求。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，图1本实用新型提供的一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置的结构框图。

本实用新型提供的基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，包括XMC插头1、三通道视频输入转换单元2、多功能图像处理单元4、嵌入式图形处理器3和六通道视频输出转换单元5，其中：XMC插头1与三通道视频输入转换单元2、嵌入式图形处理器3和六通道视频输出转换单元5相连接，三通道视频输入转换单元2与多功能图像处理单元4相连接，多功能图像处理单元4与嵌入式图形处理器3、六通道视频输出转换单元5相连接。

XMC插头1作为多路图像输入的接口，将其中的接收的三路视频图像信号发送至三通道视频输入转换单元2，经过三通道视频输入转换单元2处理后的数字图像流传输至发送至多功能图像处理单元4。同时，XMC插头1发送控制信号给嵌入式图形处理器3进行六路视频图像绘制。嵌入式图形处理器3将六路绘制的六路视频图像发送给多功能图像处理单元4。多功能图像处理单元4将三路输入视频图像信号和六路嵌入式图形处理器3绘制的视频图像进行任意组合叠加、融合、拼接，然后通过六通道视频输出转换单元5进行将六路视频图像数字信号转换为三路VGA模拟视频信号和三路DVI数字视频信号，发送给XMC插头输出至底板。

通过XMC插头1接收三路视频图像信号，并驱动嵌入式图形处理器3进行六路视频图像绘制，多功能图像处理单元4将三路三通道视频输入转换单元2输入视频图像信号和六路嵌入式图形处理器3绘制的视频图像进行任意组合叠加、融合、拼接，然后通过六通道视频输出转换单元5、XMC插头1输出至底板。利用多功能图像处理单元4进行多路视频的图像采集、图像剪裁、图像融合、图像拼接、图像滤波，可编程性强，设计灵活。协助嵌入式图形处理器3进行图形图像处理，降低了嵌入式图形处理器3的工作负担，提高了装置的工作性能，该设备处理性能高、功能齐全、图像性能高、实时性效果好、热功耗低、结构紧凑、稳定可靠、兼容多输入输出图像，满足军用抗恶劣环境的需求。

下面对装置的各个单元进一步的讲述。所述XMC插头1为三路视频输入和六路视频输出接口，其中：作为视频输入接口可接收一路PAL（即逐行倒相）模拟视频图像输入、一路VGA（即图片图形阵列）模拟视频图像输入以及一路DVI（即数字图片接口）数字视频图像输入，并将接收到视频图像信号。发送至三通道视频输入转换单元2；作为输出接口与六通道视频输出转换单元5连接，可输出三路VGA模拟视频图像输出以及三路DVI数字视频图像输出。同时XMC插头1还作为PCIE总线接口与嵌入式图形处理器3连接。通过总线命令方式，XMC插头1发送控制信号给嵌入式图形处理器3进行六路视频图像绘制。

三通道视频输入转换单元2包括模数转换芯片和解码芯片，XMC接口1、模数转换芯片、解码芯片与多功能图像处理单元3依次连接。模数转换芯片21与XMC接口1连接，用于将实现PAL模拟图像和VGA模拟图像转化为DVI数字图像。解码芯片22与多功能图像处理单元3连接，用于将DVI数字图像解码为数字视频流。

嵌入式图形处理器3接收XMC插头1发送的的PCIE控制信号，进行六路视频图像绘制，并将绘制好的视频流发送至多功能图像处理单元4。所述嵌入式图形处理器3绘制六路视频图像可以为2D/3D视频图像。

嵌入式图形处理器3包括总线数据处理单元、六路图形绘制单元、图形旋转单元、图形缩放单元、汉字显示单元、图形畸变单元和图形输出驱动单元，总线数据处理单元与XMC接口1连接，六路图形绘制单元、图形旋转单元、图像缩放单元、汉字显示单元、图形畸变单元分别与总线数据处理单元及图形输出驱动单元相连，图形输出驱动单元与多功能图像处理单元4相连。总线数据处理单元接收XMC插头1发送的的PCIE控制信号，根据信号通过六路图形绘制单元、图形旋转单元、图像缩放单元、汉字显示单元和图形畸变单元实现视频图形的绘制与处理，并通过图形输出驱动单元发送至多功能图像处理单元4。。

嵌入式图形处理器3可采用E9260芯片。

所述多功能图像处理单元4包括九路图像采集驱动单元、图像滤波单元、图像剪裁单元、图像叠加单元、图像拼接单元、图像融合单元和六路图像输出单元，九路图像采集驱动单元与三通道视频输入转换单元2及嵌入式图形处理器3相连，九路图像采集驱动单元、图像滤波单元、图像剪裁单元、图像叠加单元、图像拼接单元、图像融合单元和六路图像输出单元依次连接，六路图像输出单元与六路视频输出转换单元相连5。。九路图像采集驱动单元接收三路三通道视频输入转换单元2输入视频图像信号和六路嵌入式图形处理器3绘制的视频图像后，发送图像滤波单元，经图像滤波单元、图像剪裁单元、图像叠加单元、图像拼接单元、图像融合单元进行任意组合叠加、融合、拼接，然后通过六路图像输出单元、六路视频输出转换单元5、XMC插头1输出至底板。

所述多功能图像处理单元4采用FPGA可编程逻辑电路，FPGA的图形图像辅助处理能力大大加强了此图形处理装置的功能。

所述六路视频输出转换单元5包括数模转换芯片和解码芯片，实现图像的模式转换及解码。XMC接口1、模数转换芯片、解码芯片与多功能图像处理单元4依次连接。其中VGA模拟视频信号和DVI数字视频信号的图像分辨率支持最高到1080P@60Hz。

基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置按照XMC标准规范设计。

以上对本实用新型所提供的一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，其特征在于，包括XMC插头、三通道视频输入转换单元、多功能图像处理单元、嵌入式图形处理器和六通道视频输出转换单元，其中：XMC插头与三通道视频输入转换单元、嵌入式图形处理器和六通道视频输出转换单元相连接，三通道视频输入转换单元与多功能图像处理单元相连接，多功能图像处理单元与嵌入式图形处理器、六通道视频输出转换单元相连接。

2.根据权利要求1所述的基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，其特征在于，所述XMC插头为三路视频输入和六路视频输出接口，其中：作为视频输入接口可接收一路PAL模拟视频图像输入、一路VGA模拟视频图像输入以及一路DVI数字视频图像输入；作为输出接口可输出三路VGA模拟视频图像输出以及三路DVI数字视频图像输出。

3.根据权利要求2所述的基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，其特征在于，所述三通道视频输入转换单元包括模数转换芯片和解码芯片，XMC接口、模数转换芯片、解码芯片与多功能图像处理单元依次连接。

4.根据权利要求3所述的基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，其特征在于，所述多功能图像处理单元包括九路图像采集驱动单元、图像滤波单元、图像剪裁单元、图像叠加单元、图像拼接单元、图像融合单元和六路图像输出单元，九路图像采集驱动单元与三通道视频输入转换单元及嵌入式图形处理器相连，九路图像采集驱动单元、图像滤波单元、图像剪裁单元、图像叠加单元、图像拼接单元、图像融合单元和六路图像输出单元依次连接，六路图像输出单元与六路视频输出转换单元相连。

5.根据权利要求4所述的基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，其特征在于，所述嵌入式图形处理器包括总线数据处理单元、六路图形绘制单元、图形旋转单元、图形缩放单元、汉字显示单元、图形畸变单元和图形输出驱动单元，总线数据处理单元与XMC接口连接，六路图形绘制单元、图形旋转单元、图像缩放单元、汉字显示单元、图形畸变单元分别与总线数据处理单元及图形输出驱动单元相连，图形输出驱动单元与多功能图像处理单元相连。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于XMC接口的嵌入式多通道图形处理装置，其特征在于，所述六路视频输出转换单元包括模数转换芯片和解码芯片，XMC接口、模数转换芯片、解码芯片与多功能图像处理单元依次连接。