[发明专利]基于FPGA的多路视频切换方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的多路视频切换方法：采集视频数据形成多路视频数据流输入至芯片；在上升沿进行正常采样和处理；使用高倍频时钟，将每一路视频数据的寄存器和高倍频采样寄存器的相对位置。将此路视频数据的时钟域从随路时钟域切换到高倍频时钟域；每一路输出设计一个异步FIFO，将多路高倍频时钟域下的视频数据流进行选择，输出视频流。本发明使用芯片中的FIFO资源，与跨时钟域电路相结合，得到一种新型切换方法。

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的多路视频切换方法。

背景技术

目前视频传感器在军事领域应用已经十分广泛，在光电侦察、精确制导、智能监控等军工设备上都有大量使用。通常视频传感器作为视频图像处理的数据来源，提供各种规格大小的图像数据。随着军事技术的发展和进步，视频传感器在设备上个数不断增加，而体积、功耗和成本的要求却越来越严格。

传统的多路视频传感器设备，特备是嵌入式设备中，成本、体积和功耗都严重受限，通常的实现方案有：增加高速缓存，如DDR3、DDR4等高速存储器；采用专用的视频信号切换芯片。

但是上述方案都存在应用上的局限，例如选择专业芯片大大增加了系统的成本和面积，增加高速缓存会使系统的面积和功耗都同时增加。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于FPGA的多路视频切换方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于FPGA的多路视频切换方法，包括以下步骤：

S1、多路视频传感器采集视频数据，并形成多路视频数据流输入至FPGA；

S2、每个输入路的视频流数据均在上升沿进行正常采样和处理；

S3、采用高倍频时钟，将每一路视频数据的寄存器和高倍频采样寄存器的相对位置，使用FPGA位置约束到相邻位置，高倍频采样的寄存器在采样时将此路视频数据的时钟域从随路时钟域切换到高倍频时钟域；

S4、使用S3定义的跨时钟域装置，将多路视频数据都切换至同一个高倍频时钟域；

S5、根据输出需求，每一路输出对应一个异步FIFO，将多路高倍频时钟域下的视频数据流进行选择，使用异步FIFO进行稳定切换；

S6、从输出路的异步FIFO中读取视频流数据，完成多路视频切换输出。

具体地，步骤S3、S4中通过高倍频时钟和FPGA中寄存器的位置约束，将多路不同时钟域的输入视频流，切换到同一个高倍频时钟域。

具体地，步骤S5中，高倍频时钟和输出时钟均输入至所述异步FIFO，所述异步FIFO作为高倍频时钟域和输出时钟域之间的缓冲，完成高倍频时钟域到输出时钟域的转换，同时采用上下水线的设计，只允许水位线在设定的范围内浮动。

本发明的有益效果在于：

本发明基于FPGA的多路视频切换方法使用FPGA芯片中的FIFO资源，与跨时钟域电路相结合，得到一种资源消耗少、视频数据数目可设置的新型切换方法。

附图说明

图1是本发明所述的使用场景；

图2是本发明所述的时钟域的切换关系；

图3是本发明所述的跨时钟域设计框图；

图4是本发明所述跨时钟域时序关系；

图5是本发明所述的缓存设计。

具体实施方式