[发明专利]一种实时高带宽视频交换系统及方法

摘要

本发明公开了一种实时高带宽视频交换系统及方法，采用交换理论中最为简洁有效的共享存储方法，对16路视频数据串行统筹处理；结合监控视频高清晰、低延时、无阻塞路由的要求对系统进行存储、路由控制、交换输出工作从而实现系统要求；本交换系统采用全数字解决方案，采用可编程逻辑器件实现数据的交换，保证信号传输交换的正确性，数据无损处理，可以提供客户完全无损伤的系统交换方法；系统总延时约为固定0.167us，满足低延时处理要求；视频处理采用共享存储方案，输入系统的所有视频信号全部分区分片存入双口存储器RAM中，每个输出通道单独缓存、独立输出，保证系统数据多端口复制存储，保证交换的效率和独立性，形成无阻塞系统。

主权项

一种实时高带宽视频交换系统，其特征在于，包括串并转换模块、数据同步处理模块、时钟数据同步控制模块、数据交换单元模块、并串转换模块；单通道视频数据帧格式选用标准串行传输编码方式，并附加特征码key字节：tx_key＝1，tx_data＝x“BC”；该视频数据帧由20个时分复用时隙组成；其中，1‑16个时隙为16路模拟视频采样数据，R1～R3为视频数据帧保留字节，用于传输视频数据对应的辅助数据；所述串并转换模块负责将视频数据进行串并转换；所述数据同步处理模块通过设置的片内双口RAM，根据接收来自经过串并转换后的数据，检测序列帧同步头tx_key＝1，tx_data＝x“BC”，形成帧序列并写入片内存储器；并根据时钟数据同步控制模块的本地同步时钟读出视频数据符合流，传送给实时视频交换模块；所述时钟数据同步控制模块采用同源时钟处理方式，提供本地同步时钟独立运行，产生帧同步时序、读地址信号分别传送给交换模块，实现视频信号同步；由时钟数据同步控制模块产生对16通道接收并行数据进行调度处理，并由路由控制模块产生数据交换单元模块所需要的路由表，即目的通道和源通道信息，所述数据交换单元模块使用双口RAM实现，写端口位宽128bit，为16路视频数据的并置信号，每路位宽5bit，其中：低四位是视频序列计数器，最高位为片地址采用两片地址，写地址深度32，地址位宽5位；读端口数据位宽8bit，为交换系统输出的交换视频数据，读地址深度512，地址位宽9位,最高位为片地址，低位为交换输出视频的源通道地址；所述数据交换单元模块中RAM写端口中帧同步头对视频信号计数器进行清零，否则执行递增计数，片地址加1，根据视频同步信号并置以及片地址对帧序列的1至16个时隙的数据顺序写入片内存储RAM，其他字段R1、R2、R3、key字节通过使能控制不写入，单位位宽128位，其中低位为第一链路的视频数据，高位为第十六链路的视频数据，从而实现写操作；所述数据交换单元模块中RAM读端口中根据路由控制模块分离出的源通道信息和目的通道信息，根据写入地址空间和片地址进行视频数据读出；并在输出端对信号进行帧同步处理，增加帧头字节，从而实现读操作；所述数据交换单元模块完成的单通道16路视频的交换输出功能，通过并串转换模块进行并串转换从而完成单通道的交换输出功能。