一種基于fpga的串行視頻信號(hào)的時(shí)鐘恢復(fù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及視頻信號(hào)處理領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于大規(guī)模多格式視頻信號(hào)切換矩陣的基于FPGA的串行視頻信號(hào)的時(shí)鐘恢復(fù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的大規(guī)模多格式數(shù)字視頻切換矩陣內(nèi)部，大量使用串行數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行傳輸和切換，從而保證視頻信號(hào)的信號(hào)傳輸完整性和切換芯片的低成本。但是在上述大規(guī)模矩陣中，串行數(shù)字視頻信號(hào)經(jīng)過長距離的傳輸后，則存在信號(hào)抖動(dòng)增加，眼圖效果不好等缺陷，從而導(dǎo)致經(jīng)長距離的傳輸后無法保證信號(hào)完整性的致命缺陷。
[0003]目前，要解決上述問題則必須使用時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行處理，即利用現(xiàn)有的進(jìn)口數(shù)字視頻信號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)芯片進(jìn)行處理，但是當(dāng)前的時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)尚存在只針對(duì)串行信號(hào)處理，難度較大，成本較高，并且無法針對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行協(xié)議校驗(yàn)，冗余校驗(yàn)的缺陷；同時(shí)也會(huì)造成大規(guī)模多格式視頻矩陣成本較高，內(nèi)部信號(hào)監(jiān)控困難等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是要提供一種基于FPGA的串行視頻信號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)裝置，該時(shí)鐘恢復(fù)裝置基于高速串行數(shù)字信號(hào)的特性，使用FPGA對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)的進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)處理，有效降低了信號(hào)抖動(dòng)，提升了信號(hào)傳輸指標(biāo)，進(jìn)而保證矩陣內(nèi)部的數(shù)字串行視頻信號(hào)的完整性。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0006]—種基于FPGA的串行視頻信號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)裝置，其特征在于:
[0007]包括輸入信號(hào)處理單元、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、視頻圖像處理單元以及串行數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)單元；
[0008]所述輸入信號(hào)處理單元，用以對(duì)接收串行數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行均衡和數(shù)據(jù)恢復(fù)處理，并轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字視頻信號(hào)后發(fā)送至視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；
[0009]所述視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元連接所述輸入信號(hào)處理單元，用以按照預(yù)定義的視頻幀幀數(shù)為單位逐幀存儲(chǔ)所述并行數(shù)字視頻信號(hào)；
[0010]所述視頻圖像處理單元連接所述視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用以讀取所述視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的并行數(shù)字視頻信號(hào)，并對(duì)所述并行數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行幀率轉(zhuǎn)化處理；
[0011 ]所述串行數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)單元連接所述視頻圖像處理單元，用以將并行數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字視頻信號(hào)后驅(qū)動(dòng)輸送至后級(jí)信號(hào)處理器。
[0012]進(jìn)一步的，所述輸入信號(hào)處理單元包括FPGA芯片的serdes處理模塊。
[0013]進(jìn)一步的，所述視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元包括通過FPGA芯片的DDR模塊控制接口連接的DDR存儲(chǔ)芯片。
[0014]進(jìn)一步的，所述串行數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)單元包括FPGA芯片的serdes處理模塊以及端口驅(qū)動(dòng)模塊。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0016]本實(shí)用新型針對(duì)高速串行數(shù)字信號(hào)的特性，使用了FPGA芯片進(jìn)行數(shù)字視頻信號(hào)的時(shí)鐘恢復(fù)，有效降低了視頻信號(hào)抖動(dòng)，提升了信號(hào)傳輸指標(biāo)；同時(shí)保證矩陣內(nèi)部的數(shù)字串行視頻信號(hào)的完整性，大幅度降低了成本以及提高了系統(tǒng)的靈活度，并且可以檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量對(duì)信號(hào)進(jìn)行冗余校驗(yàn)和冗余糾錯(cuò)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型所述時(shí)鐘恢復(fù)裝置的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為現(xiàn)有大型多格式矩陣內(nèi)部串行信號(hào)交叉信號(hào)示意圖；
[0019]圖3為所述輸入信號(hào)處理單元的serdes處理模塊信號(hào)接口電路圖；
[0020]圖4為所述視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元接口電路圖；
[0021 ]圖5為FPGA的serdes輸入信號(hào)接收路徑示意圖；
[0022]圖6為視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊工作流程圖；
[0023]圖7為時(shí)鐘恢復(fù)前的串行數(shù)字視頻信號(hào)的眼圖；
[0024]圖8為時(shí)鐘恢復(fù)后的串行數(shù)字視頻信號(hào)的眼圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026]如圖2所示，通常在一個(gè)大規(guī)模的多格式視頻切換矩陣當(dāng)中，信號(hào)路數(shù)較多，所有的信號(hào)都需要集中的一個(gè)切換芯片進(jìn)行的交叉切換，因此大部分信號(hào)在PCB的走線和機(jī)箱內(nèi)部走線會(huì)比較長，這樣就造成信號(hào)存在相當(dāng)程度上的衰減的問題(如圖7)，但是當(dāng)長度超過一定程度時(shí)，后級(jí)信號(hào)處理器無法恢復(fù)正確的數(shù)字視頻信號(hào)，從而導(dǎo)致視頻信號(hào)的完整性很難得到保證。
[0027]基于上述問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種用以實(shí)現(xiàn)在信號(hào)的傳輸過程當(dāng)中且在信號(hào)衰減到無法完整恢復(fù)數(shù)據(jù)之前進(jìn)行信號(hào)的時(shí)鐘恢復(fù)處理的時(shí)鐘恢復(fù)電路；以使得恢復(fù)后的數(shù)字視頻信號(hào)的眼圖如圖8，從而有效延長信號(hào)走線長度，為大規(guī)模多格式視頻切換矩陣的擴(kuò)容提供基本的技術(shù)可行性。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型所述基于FPGA的串行視頻信號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)裝置，其包括輸入信號(hào)處理單元、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、視頻圖像處理單元以及串行數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)單元四個(gè)單元；
[0029]其中，如圖3-圖5所示，所述輸入信號(hào)處理單元用以對(duì)接收串行數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行均衡和數(shù)據(jù)恢復(fù)處理，并轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字視頻信號(hào);為了便于說明，以圖2的第2路輸入信號(hào)經(jīng)過矩陣切換輸出至第255路為例，此時(shí)信號(hào)已經(jīng)出現(xiàn)了衰減如圖7，眼圖已經(jīng)開始變的不清晰，直接輸出給后級(jí)板卡時(shí)，信號(hào)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，視頻信號(hào)出現(xiàn)了噪點(diǎn)，卡頓和跳幀等現(xiàn)象。因此需要對(duì)接收串行數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行均衡和數(shù)據(jù)恢復(fù)處理，使其在一定程度上的恢復(fù)信號(hào)完整性;均衡和數(shù)據(jù)恢復(fù)處理過程可直接利用FPGA芯片的serdes處理模塊實(shí)現(xiàn)，serdes處理模塊能夠完成諸如串并轉(zhuǎn)換，信號(hào)字節(jié)對(duì)齊，數(shù)字解碼，時(shí)鐘補(bǔ)償?shù)瘸跫?jí)的信號(hào)均衡恢復(fù)處理過程。
[0030]優(yōu)選的，所述serdes處理模塊采用LFE17EAFP484FPGA芯片的serdes處理模塊，對(duì)輸入的數(shù)字串行信號(hào)進(jìn)行長線均衡以及數(shù)據(jù)恢復(fù)，并將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行視頻信號(hào)后輸出給下一級(jí)單元。
[0031]所述輸入信號(hào)處理單元還用于對(duì)接收到串行數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行誤碼校驗(yàn)，即自接收到串行數(shù)字視頻信號(hào)中提取校驗(yàn)碼并與隨所述串行數(shù)字視頻信號(hào)一并發(fā)送來的CRC校驗(yàn)碼進(jìn)行誤碼校驗(yàn)，若存在校驗(yàn)錯(cuò)誤即比對(duì)不一致，則進(jìn)行報(bào)警，提示出現(xiàn)解碼錯(cuò)誤。
[0032]為了解決輸入視頻傳輸過程當(dāng)中，如果需要對(duì)其進(jìn)行幀幀之間的圖像處理則需完整的存儲(chǔ)多幀視頻的問題，設(shè)置了視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，所述視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用以按照預(yù)定義的視頻