[发明专利]基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统

权利要求书

1.基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统，包括：MIPI-CSI2解码模块和3G-SDI编码模块；其中：

MIPI-CSI2解码模块：接收由图像传感器传输过来的MIPI-CSI2数据信号，MIPI-CSI2时钟信号，利用时钟信号作为基准检测数据信号，解析出YUV422格式的视频信号；

3G-SDI编码模块：接收由MIPI-CSI2解码模块解析出来为YUV422格式的视频信号，然后将其编码成YCrCb4:2:2格式的3G-SDI视频信号。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统，其特征在于：所述MIPI-CSI2数据信号4路，所述MIPI-CSI2时钟信号1路；所述MIPI-CSI2解码模块将图像传感器传输过来的4路MIPI-CSI2数据差分信号，1路MIPI-CSI2时钟差分信号，通过异或操作提取时钟信号，作为高速模式下解串模块的时钟；识别出传输线的高速模式和低功率模式LPS，完成高速接收状态HS-RX和低速接收状态LP-RX的切换；每路MIPI-CSI2信号均包括高速数据接收端HS-RX和低速数据接收端LP-RX，所述高速数据接收端与FPGA模块的差分引脚HS-P、HS-N连接，所述低速数据接收端与FPGA模块的LS引脚连接。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统，其特征在于：所述MIPI-CSI2解码模块包括内部状态机FSM；内部状态机FSM根据IO引脚线上的电平变化顺序确定发送方是高速模式还是低功耗模式；包括：

系统上电后为低功率模式LPS，在低功率模式LPS下检测低速数据接收端LP-RX两根IO线的电平，若HS-P端为高电平，HS-N端为高电平，记为LP-11；若HS-P端为低电平，HS-N端为高电平，记为LP-01；若HS-P端为低电平，HS-N端为低电平，记为LP-00；检测LP-11、LP-01、LP-00的变化顺序，从低功率模式LPS下进入高速模式，状态机使能高速数据接收端HS-RX接收功能；在高速模式下检测到同步序列，由紧接着的Data ID字节数据信息确定收到的数据属于长包结构还是短包结构，针对不同的包结构进行不同的解析。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统，其特征在于：若确定为短包结构，解析帧结构信息，提取帧头和帧尾关键信息，用来控制状态机，为视频数据的解析工作做准备。

5.根据权利要求3所述的基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统，其特征在于：若确定为长包结构，提取出Word Count信息，ECC信息，有效的YUV422格式的视频信息，以及CHECKSUM信息；其中Word Count信息表示这一个长包中的有效数据数量，ECC信息是错误校验码，CHECKSUM是总和检验码；计算长包的ECC和CHECKSUM值，和提取出来的ECC和CHECKSUM值进行比较，确定传输过程中有没有出现传输错误的问题；将提取出来的视频信息按照Y和UV进行分类，分别放到相应的亮度FIFO和色度FIFO中。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统，其特征在于：所述亮度FIFO和色度FIFO的内容，其视频整体分辨率是3840*2160*30，分成2个1920*1080*60进行传输。这两个1920*1080*60视频信息分别各自通过1根SDI线发送出去，输出是两根SDI同轴线。

7.根据权利要求6所述的基于FPGA的超高清视频的远距离传输系统，其特征在于：1920*1080*60的图像数据格式为YCrCb4:2:2，每位用10bit表示。这个YCrCb4:2:2视频信号来自于YUV422的视频信号。将YUV422的8bit视频信号转换成YCrCb4:2:2视频信号；YCrCb4:2:2的1920*1080图像数据传输，分成两个虚拟通道，第一路虚拟通道承载的是Y信息数据，第二路虚拟通道承载的是CrCb信息数据。