方面連接所述RS485驅(qū)動(dòng)器。，另一方面連接所述RS485驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)用新型提供的新型視頻混合切換器，還包括音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片；其中，所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊通過(guò)I2S總線連接所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
[0038]本實(shí)用新型提供的新型視頻混合切換器，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊；其中，所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接外部電源；輸出端分別連接所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊、所述視頻接收電路、所述上下變換電路和所述視頻輸出電路。
[0039]所述MCU通過(guò)UART接口連連接所述RS485驅(qū)動(dòng)器；所述RS485驅(qū)動(dòng)器連接對(duì)應(yīng)的背板總線或外部控制鍵盤。所述SDI均衡器包括第一 SDI均衡器和第二 SDI均衡器；其中，所述第一 SDI均衡器和所述第二 SDI均衡器均連接所述SDI解串器。
[0040]在本實(shí)用新型提供的新型視頻混合切換器中，還包括電源輸入接口和網(wǎng)絡(luò)管理接口。電源轉(zhuǎn)換模塊(Power Converter)把背板或外部輸入的5?12V直流電源，轉(zhuǎn)換為設(shè)備內(nèi)部需要的5V、3.3V、2.5V、1.2V等各種電壓，給相應(yīng)的電路模塊使用；MCU通過(guò)GP1接口與FPGA視頻預(yù)處理切換模塊、上下變換芯片、標(biāo)清模擬視頻解碼器、SDI解串器、HDMI均衡器和SDI串化器，能夠讀寫FPGA視頻預(yù)處理切換模塊、上下變換芯片、標(biāo)清模擬視頻解碼器、SDI解串器、HDMI均衡器和SDI串化器的寄存器，從而完成對(duì)各個(gè)芯片的監(jiān)測(cè)、管理和配置。
[0041]本實(shí)用新型提供的新型視頻混合切換器的工作過(guò)程為:
[0042]系統(tǒng)上電后，F(xiàn)PGA視頻預(yù)處理切換模塊和MCU的程序自動(dòng)加載并運(yùn)行。MCU首先對(duì)PGA視頻預(yù)處理切換模塊、上下變換芯片、標(biāo)清模擬視頻解碼器、SDI解串器、HDMI均衡器和SDI串化器進(jìn)行初始化，配置工作模式。標(biāo)清模擬視頻解碼器不斷檢測(cè)是否有輸入的模擬視頻信號(hào)，如果有則進(jìn)行解碼，提取時(shí)鐘，數(shù)字采樣和量化，轉(zhuǎn)換為BT.656信號(hào)送給FPGA視頻預(yù)處理切換模塊。SDI均衡器和SDI解串器不斷檢測(cè)是否有輸入的高清串行數(shù)字信號(hào)，如果有則進(jìn)行均衡和解串，并提取時(shí)鐘，轉(zhuǎn)換為5比特LVDS信號(hào)送給FPGA視頻預(yù)處理切換模塊。
[0043]HDMI均衡器對(duì)輸入的HDMI視頻信號(hào)進(jìn)行均衡后把時(shí)鐘和三個(gè)通道的串行數(shù)據(jù)輸送個(gè)FPGA視頻預(yù)處理切換模塊。FPGA視頻預(yù)處理切換模塊內(nèi)部邏輯分別對(duì)CVBS視頻信號(hào)、HDMI視頻信號(hào)、SDI視頻信號(hào)進(jìn)行處理，包括各種狀態(tài)和格式的檢測(cè)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寬度、提取同步信息。
[0044]FPGA視頻預(yù)處理切換模塊內(nèi)部把處理后的各個(gè)視頻信號(hào)和相應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)送到多選一切換模塊。所述多選一模塊按照MCU傳過(guò)來(lái)的指示選擇相應(yīng)的視頻信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為BT.1120接口輸出到上下變換芯片。FPGA視頻預(yù)處理切換模塊同時(shí)把解嵌的音頻信號(hào)通過(guò)I2S總線輸出給上下變換芯片。
[0045]MCU按照FPGA視頻預(yù)處理切換模塊檢測(cè)到的視頻格式信息，對(duì)上下變換芯片進(jìn)行模式配置，包括濾波器參數(shù)、色彩空間參數(shù)、輸入輸出視頻格式參數(shù)等的設(shè)置。
[0046]上下變換芯片根據(jù)設(shè)置的參數(shù)對(duì)視頻進(jìn)行上下變換并輸出HDMI視頻信號(hào)和CVBS視頻信號(hào)。上下變換芯片另外輸出一路變換后的視頻信號(hào)通過(guò)BT.1120接口回送給FPGA視頻預(yù)處理切換模塊。FPGAFPGA視頻預(yù)處理切換模塊對(duì)回送的視頻嵌入原先解嵌的音頻信號(hào)，然后再變換為5比特LVDS信號(hào)輸出給SDI串化器。SDI串化器把5比特LVDS視頻信號(hào)進(jìn)行串行化，經(jīng)過(guò)SDI電纜驅(qū)動(dòng)器輸出給外部接口。FPGA視頻預(yù)處理切換模塊解嵌的音頻同時(shí)輸出給音頻的數(shù)模變換芯片，轉(zhuǎn)換為模擬的左右聲道立體聲音頻輸出。
[0047]在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供的新型視頻混合切換器中，標(biāo)清模擬視頻解碼器采用ADI公司的ADV7180芯片，能夠完成CVBS視頻信號(hào)到BT.656信號(hào)的轉(zhuǎn)換；SDI均衡器采用TI公司的DS30EA101芯片，DS30EA101芯片是TI公司的0.15Gbps到3.125Gbps自適應(yīng)電纜均衡器，均衡能力強(qiáng)效果好，適用于SDI視頻信號(hào)；SDI串化器采用型號(hào)為DS32ELX0124的芯片，能夠完成SDI視頻信號(hào)的時(shí)鐘提取和解串處理；HDMI均衡器采用型號(hào)為TMDS141的芯片，TMDS141芯片對(duì)HDMI視頻信號(hào)有8dB的均衡效果，可以補(bǔ)充5米或更長(zhǎng)的電纜衰減；采用FPGA視頻預(yù)處理切換模塊型號(hào)為XC6SLX9的芯片，XC6SLX9芯片是Xilinx的Spartan-6系列FPGA之一，具有大容量的邏輯資源、內(nèi)嵌PLL和DCM時(shí)鐘模塊、1管腳可以處理高頻TMDS信號(hào)，具有很高性價(jià)比和靈活性；電源轉(zhuǎn)換器采用型號(hào)為XRP7664和AZ1117芯片完成電源電壓轉(zhuǎn)換；上下變換芯片采用MDIN-380芯片完成視頻信號(hào)的上下變換，并同時(shí)支持HDMI輸出、CVBS輸出和BT.1120輸出。SDI串化器采用型號(hào)為DS32EL0421的芯片完成SDI視頻信號(hào)的串行化和電纜驅(qū)動(dòng)。音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用型號(hào)為CS4344的CirrusLogic的一款低成本、寬動(dòng)態(tài)范圍的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。MUC采用STC11L60XE是國(guó)產(chǎn)單片機(jī)，價(jià)格便宜，易于使用，已被國(guó)內(nèi)外廣泛使用。RS485驅(qū)動(dòng)器采用SP485芯片，SP485芯片完成UART與RS-485信號(hào)之間的驅(qū)動(dòng)和接收，可以連接外部鍵盤或控制器。
[0048]當(dāng)使用本實(shí)用新型提供的新型視頻混合切換器可以機(jī)架式安裝，視頻切換鍵盤通過(guò)切換控制器和本實(shí)用新型相連，就可以把各種視頻信號(hào)設(shè)備輸出的不同格式的視頻切換到顯示屏上進(jìn)行顯示，方便用戶實(shí)時(shí)查看各個(gè)視頻圖像。每個(gè)切換器有CVBS視頻輸入信號(hào)，SDI視頻輸入信號(hào)和HDMI視頻輸入信號(hào)輸入，根據(jù)外部輸入的切換命令執(zhí)行相應(yīng)的切換，輸出到I個(gè)HDMI接口到顯示器。CVBS視頻輸入信號(hào)來(lái)源于前端模擬攝像頭經(jīng)過(guò)模擬矩陣的切換輸出，SDI視頻輸入信號(hào)來(lái)自于前端HD-SDI攝像頭經(jīng)過(guò)SDI矩陣切換的輸出，HDMI視頻輸入信號(hào)來(lái)自于數(shù)字解碼器矩陣。通過(guò)切換控制器的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，達(dá)到每塊顯示屏可以顯示任意視頻源圖像的效果。
[0049]為了實(shí)現(xiàn)平滑切換的效果，本實(shí)用新型內(nèi)部必須把各種輸入源統(tǒng)一到一種視頻格式上進(jìn)行顯示，同時(shí)在切換過(guò)程中HDMI輸出的視頻同步信號(hào)不能有中斷。否則，監(jiān)視器會(huì)重新同步視頻源，將導(dǎo)致黑屏一小段時(shí)間，使得切換操作給人不流暢的感覺。
[0050]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型視頻混合切換器，其特征在于，包括FPGA視頻預(yù)處理切換模塊、視頻接收電路、上下變換電路和視頻輸出電路； 所述視頻接收電路連接所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊的輸入端，所述上下變換電路和視頻輸出電路連接所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊的輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型視頻混合切換器，其特征在于，所述視頻接收電路包括標(biāo)清模擬視頻解碼器、SDI均衡器、SDI解串器以及HDMI均衡器； 所述標(biāo)清模擬視頻解碼器和所述HDMI均衡器連接FPGA視頻預(yù)處理切換模塊的輸入端；所述SDI均衡器通過(guò)所述SDI解串器連接FPGA視頻預(yù)處理切換模塊； 所述標(biāo)清模擬視頻解碼器設(shè)置有CVBS視頻輸入接口 ；所述SDI均衡器設(shè)置有SDI高清串行數(shù)字輸入接口 ；所述HDMI均衡器設(shè)置有HDMI高清晰度多媒體輸入接口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型視頻混合切換器，其特征在于，所述視頻輸出電路包括SDI串化器；FPGA視頻預(yù)處理切換模塊的輸出端連接所述SDI串化器； 所述上下變換電路采用上下變換芯片，所述上下變換芯片設(shè)置有CVBS輸出視頻信號(hào)接口和HDMI輸出視頻信號(hào)接口 ；所述SDI串化器設(shè)置有SDI輸出視頻信號(hào)接口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型視頻混合切換器，其特征在于，還包括MCU和RS485驅(qū)動(dòng)器; 其中，所述MCU —方面連接所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊、上下變換芯片、標(biāo)清模擬視頻解碼器、SDI解串器、HDMI均衡器和SDI串化器，另一方面連接所述RS485驅(qū)動(dòng)器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型視頻混合切換器，其特征在于，還包括音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片； 其中，所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊通過(guò)I2S總線連接所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型視頻混合切換器，其特征在于，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊； 其中，所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接外部電源；輸出端分別連接所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊、所述視頻接收電路、所述上下變換電路和所述視頻輸出電路。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型視頻混合切換器，其特征在于，所述MCU通過(guò)UART接口連連接所述RS485驅(qū)動(dòng)器； 所述RS485驅(qū)動(dòng)器連接對(duì)應(yīng)的背板總線或外部控制鍵盤。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型視頻混合切換器，其特征在于，所述SDI均衡器包括第一SDI均衡器和第二 SDI均衡器； 其中，所述第一 SDI均衡器和所述第二 SDI均衡器均連接所述SDI解串器。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種新型視頻混合切換器，包括FPGA視頻預(yù)處理切換模塊、視頻接收電路、上下變換電路和視頻輸出電路；所述視頻接收電路連接所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊的輸入端，所述上下變換電路和視頻輸出電路連接所述FPGA視頻預(yù)處理切換模塊的輸出端。本實(shí)用新型接入的各種類型的視頻信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一處理，變換為適合用戶顯示設(shè)備和后續(xù)處理設(shè)備的信號(hào)格式，解決了其它設(shè)備處理能力單一、價(jià)格高昂、不便于使用等缺點(diǎn)和不足。
【IPC分類】H04N5/268, H04N7/18
【公開號(hào)】CN205071166
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520829153
【發(fā)明人】賈成志
【申請(qǐng)人】上海巨視安全防范技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日