[发明专利]基于FPGA的高带宽视频源接口适配装置

说明书

技术领域

本发明属于视频源接口适配技术领域，具体涉及一种基于FPGA的高带宽视频源接口适配装置。

背景技术

目前，随着舰船显控平台对高速、高质量视频信息的需求量越来越大，视频处理平台应运而生。视频处理平台能够对雷达、红外、电视、气象、显控图像等视频源及视频处理中心本地产生视频进行叠加、缩放、拼接、裁剪、旋转、2D/3D加速等视频处理任务。视频处理平台的来自外部及视频处理平台其他节点产生的视频源(视频处理平台的计算节点可能会有不同的架构)可能以FC协议、串行RapidIO、PCI-E、LVDS、VGA及DVI等不同协议及传输介质传送至视频处理中心，并伴有不同的接口形式。若利用视频处理中心任务处理节点完成视频源协议解析势必会加大任务处理节点的计算负担。考虑FPGA的高速串行GTX收发器能够达到600Mbps～6.6Gbps的线速率(甚至更高)、占用管脚少、EMI指标优良及成本较低及预设多种高速传输协议等优点，有必要设计一种基于FPGA的多路视频源接口适配装置，以解决视频处理平台视频源接口适配问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何基于FPGA丰富的接口资源及并行处理能力解决视频处理平台多种不同视频源的接口协议适配问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于FPGA的高带宽视频 源接口适配装置，其设置于视频处理中心服务器中，所述视频处理中心服务器包括若干个视频处理模块、信息交换模块、高带宽视频源接口适配装置及电源模块；所述视频处理模块为显控任务提供计算资源，其基于虚拟化技术，设置为可以处理多个显控任务；VPX架构下的所述信息交换模块用于实现RapidIO、1G以太网及LVDS交换功能；所述高带宽视频源接口适配装置用于实现FC、RapidIO、PCI-E、LVDS、DVI及VGA协议的转化，按显控任务转化为视频处理模块需求的视频/图像格式；所述电源模块用于为上述模块配置不同的电源，同时通过电源管理芯片对电源进行智能管理；

所述高带宽视频源接口适配装置包括：多路GTX视频源收发平台、XILINX V6FPGA模块、以太网芯片、DDR2、FLASH、JTAG调试接口、SFP接口、以太网接口、RapidIO接口、PCI-E接口、LVDS接口、DVI接口、VGA接口；按各种不同协议及接口形式传输的视频源信号进入视频源接口适配模块后，利用XILINX V6FPGA模块完成协议适配转换；并且，以太网协议解析由以太网芯片完成，各类高带宽接口由FPGA GTX接口连接，其他视频源接口由FPGA通用接口连接；

其中，利用GTX支持FC、PCI-E、RapidIO、LVDS多种吉比特级SERDES协议的特点，建立多路GTX视频源收发平台；GTX视频源收发平台中，根据视频源接口及协议的具体形式，设计相应GTX收发器，GTX收发器包括串行器、解串器、RX对齐单元、时钟管理单元、发送FIFO单元、接收FIFO单元、模拟接收接口、模拟发送接口、线路编码器、线路译码器、时钟修正与通道绑定单元、循环冗余检测单元及可调扰码器；

完成各视频源接口协议解析过程中：

针对按FC协议传输的视频源，利用XILINX V6FPGA模块建立FC-0物理链路层、FC-1解码编码层、FC-2流控制策略/帧协议层、 FC-3通用服务层及FC-4上层协议映射层的5层协议架构，架构内容具体包括传输介质、传输速率、拓扑结构、光收发控制器、编码协议、帧格式、帧序列、帧交换，服务类型、公共服务机制及上层应用协议选择；通常情况下，传输视频信息时，FC上层应用协议选择FC-AV音、视频传输协议或ARINC818视频传输协议；为了实现以FC协议传输视频源的接口适配，利用XILINX V6FPGA模块按FC上层应用协议进行解析；视频数据流分为一系列的信息块按一定的时间序列进行传输，每一帧视频信息块封装在一个容器里；按FC上层应用协议解析后，得到一帧的视频信息，将其放入DDR2中进行缓存，以便视频处理模块读取；