一种混合矩阵切换器的制造方法
【专利摘要】混合矩阵切换器，包括矩阵主机及多种输入输出插卡两大部份，矩阵主机包括MCU主控电路，FPGA可编程逻辑电路模块，16x16路高速HDMI信号切换专用芯片，分别与MCU主控模块相连的按键面板、控制接口(RS485/2路RS232/Ethernet)，分别与FPGA可编程逻辑电路模块相连的4x3个高速ERNI座、16x16路高速HDMI信号切换专用芯片。输入输出插卡包括DVI输入卡、DVI输出卡、HDMI输入卡、HDMI输出卡、CAT5输入卡、CAT5输出卡、COMP输入卡、VGA输出卡、SDI输入卡、SDI输出卡、光纤输入卡、光纤输出卡、DVI无缝输出卡、DVI拼接卡。能兼容市面上高清视频信号的切换，同时可以实现多种输入输出视频信号与及控制信号的切换，囊括市面上几乎所有的视频信号类型，大大提高了应用的灵活性，更适合大型复杂的应用环境。
【专利说明】一种混合矩阵切换器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种混合矩阵切换器。
【背景技术】
[0002]对于时下广播电视工程、多媒体会议厅、大屏幕显示工程、电视教学、指挥控制中心等场所要实现现代化、数字化，就需要一种能够灵活支持多种视频及双向控制信号分配切换处理、能够实现串口控制、网络控制的矩阵切换系统。而现有的矩阵切换系统支持信号类型单一、没有控制信号切换功能。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种支持多种视频信号、双向控制信号切换分配的混合矩阵切换器。
[0004]解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种混合矩阵切换器，其特征是:包括矩阵主机及多种输入输出插卡两大部份，矩阵主机包括依次连接的MCU主控电路、FPGA可编程逻辑电路模块和16x16路高速HDMI信号切换专用芯片，FPGA可编程逻辑电路模块包括4个16x16控制信号切换电路；还有分别与MCU主控模块相连的按键面板和控制接口(RS485/2路RS232/Ethernet)，以及分别与FPGA可编程逻辑电路模块与16x16路高速HDMI信号切换专用芯片都相连的4x3个高速ERNI公座；所述的矩阵主机和多种输入输出插卡通过高速ERNI母座连接。
[0006]所述的输入输出插卡包括DVI输入卡、DVI输出卡、HDMI输入卡、HDMI输出卡、CAT5输入卡、CAT5输出卡、COMP输入卡、VGA输出卡、SDI输入卡、SDI输出卡、光纤输入卡、光纤输出卡、DVI无缝输出卡、DVI拼接卡。
[0007]所述的输入输出插卡包括DVI输入卡，其包含分别与DVI收发模块连接的MCU模块与8路DVI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和DVI收发模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括DVI输出卡，其包含分别与DVI收发模块连接的MCU模块及8路DVI视频输出接口，以及分别连接MCU模块和DVI收发模块的3个ERNI母座。
[0008]所述的输入输出插卡包括HDMI输入卡，其包含分别与HDMI收发模块连接的MCU模块与8路HDMI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和HDMI收发模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括HDMI输出卡，其包含分别与HDMI收发模块连接的MCU模块与8路HDMI视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI收发模块的3个ERNI母座。
[0009]所述的输入输出插卡包括CAT6输入卡，其包含分别与HDBaseT转HDMI模块连接的MCU模块与8路RJ45输入接口、以及分别连接MCU模块连接的HDBaseT转HDMI模块的3个ERNI母座。
[0010]所述的输入输出插卡包括CAT5输出卡，其包含分别HDMI转HDBaseT模块连接的MCU模块与8路RJ45输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转HDBaseT模块的3个ERNI母座。[0011]所述的输入输出插卡包括COMP输入卡，其包含分别与模拟视频(VGA/Video/S - Video/YUV)转HDMI模块连接的MCU模块与8路VGA视频输入接口、以及分别连接MCU模块和模拟视频(VGA/Video/S - Video/YUV)转HDMI模块的3个ERNI母座。
[0012]所述的输入输出插卡包括VGA输出卡，其包含分别与HDMI转模拟视频(VGA/Video/YUV)模块连接的MCU模块与8路VGA视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转模拟视频(VGA/Video/YUV)模块的3个ERNI母座。
[0013]所述的输入输出插卡包括SDI输入卡，其包含分别与SDI转HDMI模块连接的MCU模块与8路SDI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和SDI转HDMI模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括SDI输出卡，其包含分别与HDMI转SDI模块连接的MCU模块与8路SDI视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转SDI模块的3个ERNI母座。
[0014]所述的输入输出插卡包括光纤输入卡，其包含分别与光纤转HDMI模块连接的MCU模块与8个SC单芯光纤输入接口、以及分别连接光纤转HDMI模块和MCU模块的3个ERNI母座组成；所述的输入输出插卡包括光纤输出卡，其包含分别连接HDMI转光纤模块的MCU模块与8个SC单芯光纤输出接口、以及分别连接HDMI转光纤模块和MCU模块的3个ERNI母座。
[0015]所述的输入输出插卡包括DVI无缝输出卡，其包含分别连接DVI无缝处理模块的MCU模块与8路DVI视频输出接口、以及分别连接DVI无缝处理模块和MCU模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括DVI拼接输出卡，其包含分别连接DVI画面分割处理模块的MCU模块与8路DVI视频输出接口、以及分别连接DVI画面分割处理模块和MCU模块的3个ERNI母座。
[0016]相对现有技术，本实用新型的有益效果:
[0017]采用高速HDMI切换专用芯片既能兼容市面上高清视频信号的切换又能同时传输音频信号，减少切换设备开销，同时还包括双向控制信号切换功能，兼容多种输入输出卡，即是可以实现多种输入输出视频信号与及控制信号的切换，囊括市面上几乎所有的视频信号类型，与市面上单一信号切换的矩阵相比，可大大提高应用的灵活性，更适合大型复杂的应用环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的电路原理框图；
[0019]图2为本实用新型的DVI输入卡电路框图；
[0020]图3为本实用新型的DVI输出卡电路框图；
[0021]图4为本实用新型的HDMI输入卡电路框图；
[0022]图5为本实用新型的HDMI输出卡电路框图；
[0023]图6为本实用新型的CAT6输入卡电路框图；
[0024]图7为本实用新型的CAT5输出卡电路框图；
[0025]图8为本实用新型的COMP输入卡电路框图；
[0026]图9为本实用新型的VGA输出卡电路框图；
[0027]图10为本实用新型的SDI输入卡电路框图；
[0028]图11为本实用新型的SDI输出卡电路框图；[0029]图12为本实用新型的光纤输入卡电路框图；
[0030]图13为本实用新型的光纤输出卡电路框图；
[0031]图14为本实用新型的DVI无缝输出卡电路框图；
[0032]图15为本实用新型的DVI拼接输出卡电路框图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合图1 - 15对本实用新型作进一步描述。
[0034]参见图1，本实用新型的混合矩阵切换器实施例，包括矩阵主机及多种输入输出插卡两大部份，矩阵主机包括依次连接的MCU主控电路、FPGA可编程逻辑电路模块和16x16路高速HDMI信号切换专用芯片，FPGA可编程逻辑电路模块包括4个16x16控制信号切换电路；还有分别与MCU主控模块相连的按键面板和控制接口(RS485/2路RS232/Ethernet)，以及分别与FPGA可编程逻辑电路模块与16x16路高速HDMI信号切换专用芯片都相连的4x3个高速ERNI公座。
[0035]矩阵主机和各种输入输出插卡通过高速ERNI母座连接。
[0036]其中:4个16x16控制信号切换电路采用带宽高达4.25Gbps的16x16路HDMI (每路包含4对TMDS差分信号，每对带宽4.25Gbps)信号切换专用芯片；MCU主控电路使用ATmegal28单片机；FPGA可编程逻辑电路模块内嵌4个16x16控制信号切换电路；4x3高速ERNI公座使用ERNI公司的20PAIR高速板对板连接器。每种输入或输出插卡包含3个ERNI母座，因而可提供最多2种输入及2种输出插卡的接入。
[0037]控制接口提供三种通讯接口 RS485、2 个 RS232、Ethernet:RS485,可连接 CREATORCR - MCPlOO小键盘实现中长距离的直接控制；2个RS232可实现短距离的控制Ethernet以太网接口，用于连接外部网络实现本地或远程以太网控制。
[0038]按键面板采用直观的发光按键，每个按键与相应的输入输出一一对应，可直观的进行切换操作及当前切换状态的保存调用。
[0039]输入输出插卡包括DVI输入卡、DVI输出卡、HDMI输入卡、HDMI输出卡、CAT5输入卡、CAT5输出卡、COMP输入卡、VGA输出卡、SDI输入卡、SDI输出卡、光纤输入卡、光纤输出卡、DVI无缝输出卡、DVI拼接卡。
[0040]参见图2，所述DVI输入卡，包含分别与DVI收发模块连接的MCU模块与8路DVI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和DVI收发模块的3个ERNI母座，支持分辨率最高可达1920χ1080ρ@60Ηζ的视频信号输入。
[0041]如图3所示，所述DVI输出卡，包含分别与DVI收发模块连接的MCU模块及8路DVI视频输出接口，以及分别连接MCU模块和DVI收发模块的3个ERNI母座，支持分辨率最高可达1920χ1080ρ@60Ηζ的视频信号输出。
[0042]如图4所示，所述HDMI输入卡，包含分别与HDMI收发模块连接的MCU模块与8路HDMI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和HDMI收发模块的3个ERNI母座，支持分辨率最高可达1920χ1080ρ@60Ηζ的视频信号输入。
[0043]如图5所示，所述HDMI输出卡，包含分别与HDMI收发模块连接的MCU模块与8路HDMI视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI收发模块的3个ERNI母座，支持分辨率最高可达1920χ1080ρ@60Ηζ的视频信号输出。[0044]如图6所示，所述CAT6输入卡，包含分别与HDBaseT转HDMI模块连接的MCU模块与8路RJ45输入接口、以及分别连接MCU模块连接的HDBaseT转HDMI模块的3个ERNI母座，可支持包含I路RS232与I路红外收发信号、分辨率最高可达1920xl080p@60Hz的视频信号输入。
[0045]如图7所示，所述CAT5输出卡，包含分别HDMI转HDBaseT模块连接的MCU模块与8路RJ45输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转HDBaseT模块的3个ERNI母座，可支持包含I路RS232与I路红外收发信号、分辨率最高可达1920X1080p@60Hz的视频信号输出。
[0046]如图8所示，所述COMP输入卡，包含分别与模拟视频(VGA/Video/S - Video/YUV)转HDMI模块连接的MCU模块与8路VGA视频输入接口、以及分别连接MCU模块和模拟视频(VGA/Video/S - Video/YUV)转 HDMI 模块的 3 个 ERNI 母座，可支持 VGA/Video/S - Video/YUV视频输入、分辨率最高可达1920xl080p@60Hz的视频信号输入。
[0047]如图9所示，所述VGA输出卡，包含分别与HDMI转模拟视频(VGA/Video/YUV)模块连接的MCU模块与8路VGA视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转模拟视频(VGA/Video/YUV)模块的3个ERNI母座，可支持VGA/Video/YUV视频输出、分辨率最高可达1920xl080pi60Hz的视频信号输出。
[0048]如图10所示，所述SDI输入卡，包含分别与SDI转HDMI模块连接的MCU模块与8路SDI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和SDI转HDMI模块的3个ERNI母座，支持分辨率最高可达1920xl080p@60Hz的视频信号输入。
[0049]如图11所示，所述SDI输出卡，包含分别与HDMI转SDI模块连接的MCU模块与8路SDI视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转SDI模块的3个ERNI母座，支持分辨率最高可达1920xl080p@60Hz的视频信号输出。
[0050]如图12所示，所述光纤输入卡，包含分别与光纤转HDMI模块连接的MCU模块与8个SC单芯光纤输入接口、以及分别连接光纤转HDMI模块和MCU模块的3个ERNI母座组成，支持分辨率最高可达1920X1080p@60Hz的视频信号输入。
[0051]如图13所示，所述光纤输出卡，包含分别连接HDMI转光纤模块的MCU模块与8个SC单芯光纤输出接口、以及分别连接HDMI转光纤模块和MCU模块的3个ERNI母座，支持分辨率最高可达1920χ1080ρ@60Ηζ的视频信号输出。
[0052]如图14所示，所述DVI无缝输出卡，包含分别连接DVI无缝处理模块的MCU模块与8路DVI视频输出接口、以及分别连接DVI无缝处理模块和MCU模块的3个ERNI母座，可实现无缝切换功能，支持分辨率最高可达1920χ1080ρ@60Ηζ的视频信号输出。
[0053]如图15所示，所述DVI拼接输出卡，包含分别连接DVI画面分割处理模块的MCU模块与8路DVI视频输出接口、以及分别连接DVI画面分割处理模块和MCU模块的3个ERNI母座，可实现画面任意分割功能，支持分辨率最高可达1920χ1080ρ@60Ηζ的视频信号输出。
【权利要求】
1.一种混合矩阵切换器，其特征是:包括矩阵主机及多种输入输出插卡两大部份，矩阵主机包括依次连接的MCU主控电路、FPGA可编程逻辑电路模块和16x16路高速HDMI信号切换专用芯片，FPGA可编程逻辑电路模块包括4个16x16控制信号切换电路；还有分别与MCU主控模块相连的按键面板和控制接口，以及分别与FPGA可编程逻辑电路模块与16x16路高速HDMI信号切换专用芯片都相连的4x3个高速ERNI公座；所述的矩阵主机和多种输入输出插卡通过高速ERNI母座连接。
2.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括DVI输入卡，其包含分别与DVI收发模块连接的MCU模块与8路DVI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和DVI收发模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括DVI输出卡，其包含分别与DVI收发模块连接的MCU模块及8路DVI视频输出接口，以及分别连接MCU模块和DVI收发模块的3个ERNI母座。
3.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括HDMI输入卡，其包含分别与HDMI收发模块连接的MCU模块与8路HDMI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和HDMI收发模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括HDMI输出卡，其包含分别与HDMI收发模块连接的MCU模块与8路HDMI视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI收发模块的3个ERNI母座。
4.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括CAT6输入卡，其包含分别与HDBaseT转HDMI模块连接的MCU模块与8路RJ45输入接口、以及分别连接MCU模块连接的HDBaseT转HDMI模块的3个ERNI母座。
5.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括CAT5输出卡，其包含分别H DMI转HDBaseT模块连接的MCU模块与8路RJ45输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转HDBaseT模块的3个ERNI母座。
6.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括COMP输入卡，其包含分别与模拟视频转HDMI模块连接的MCU模块与8路VGA视频输入接口、以及分别连接MCU模块和模拟视频转HDMI模块的3个ERNI母座。
7.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括VGA输出卡，其包含分别与HDMI转模拟视频模块连接的MCU模块与8路VGA视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转模拟视频模块的3个ERNI母座。
8.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括SDI输入卡，其包含分别与SDI转HDMI模块连接的MCU模块与8路SDI视频输入接口、以及分别连接MCU模块和SDI转HDMI模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括SDI输出卡，其包含分别与HDMI转SDI模块连接的MCU模块与8路SDI视频输出接口、以及分别连接MCU模块和HDMI转SDI模块的3个ERNI母座。
9.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括光纤输入卡，其包含分别与光纤转HDMI模块连接的MCU模块与8个SC单芯光纤输入接口、以及分别连接光纤转HDMI模块和MCU模块的3个ERNI母座组成；所述的输入输出插卡包括光纤输出卡，其包含分别连接HDMI转光纤模块的MCU模块与8个SC单芯光纤输出接口、以及分别连接HDMI转光纤模块和MCU模块的3个ERNI母座。
10.根据权利要求1所述的混合矩阵切换器，其特征是:所述的输入输出插卡包括DVI无缝输出卡，其包含分别连接DVI无缝处理模块的MCU模块与8路DVI视频输出接口、以及分别连接DVI无缝处理模块和MCU模块的3个ERNI母座；所述的输入输出插卡包括DVI拼接输出卡，其包含分别连接DVI画面分割处理模块的MCU模块与8路DVI视频输出接口、以及分别连接DVI画面 分割处理模块和MCU模块的3个ERNI母座。
【文档编号】H04N5/268GK203801010SQ201420049580
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】王国孟 申请人:广州市天誉创高电子科技有限公司