具有多种控制接口的可配置多路视频交换设备的制作方法

本发明涉及视频矩阵技术领域，具体涉及一种具有多种控制接口的可配置多路视频交换设备。

背景技术：

传统视频矩阵设备在设计时就固定了输入输出的视频接口类型及数量、各接口间的拓扑及映射关系也相对固定、对外的控制接口较为单一，通常作为一款独立设备来配合其他设备成套使用。

这就使得传统视频矩阵设备具有如下缺陷：

1、视频接口的数量不能随意扩展。例如，4个HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)接口的设备不能随意变为其他数量。

2、视频接口的数据流向不能随意改变。例如，HDMI输出接口不能用做输入接口。

3、视频接口的类型不能随意更改。例如，具有HDMI接口的设备不能随意将接口变为VGA(视频图形阵列，Video Graphics Array)或者SDI(串行数字接口，Serial Digital Interface)等接口。

4、视频接口间的映射关系不能随意变化。例如，不能像网络交换设备一样同时在不同端口间进行通信及广播等。

5、对外控制接口单一，不便于多种集成方式。例如，不能以IIC(集成电路总线，Inter-Integrated Circuit)或者SPI(串行外设接口，Serial Peripheral Interface)方式对接其他板卡。

6、逻辑关系固定，不能按需随意变化。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种具有多种控制接口的可配置多路视频交换设备。

本发明实施例提出一种具有多种控制接口的可配置多路视频交换设备，包括：

FPGA、CPU、控制接口及至少两个视频接口；其中，

所述FPGA连接所述视频接口，

所述CPU通过所述控制接口与外部主控设备进行交互，接收外部控制请求，并依据请求内容对视频接口进行相应初始化和设置，同时对所述FPGA进行按需配置，完成外部设备所请求的各种视频接口间映射和拓扑要求。

优选地，所述CPU为FPGA嵌入式软核或者硬核。

优选地，所述视频接口按需选择不同类型的视频接口模块，包括HDMI、VGA或SDI接口模块。

优选地，若所述视频接口模块为HDMI接口模块，所述HDMI接口模块包括HDMI接口、通道切换及检测电路、对内接口、HDMI发送器和HDMI接收器；

其中，所述HDMI接口连接输入或输出外部设备，

所述通道切换及检测电路用于获取所述HDMI接口的接口检测信号，并将所述接口检测信号通过所述对内接口发送给所述CPU，

所述CPU，用于根据所述接口检测信号确定出与所述HDMI接口连接的外部设备的输入输出情况，根据所述输入输出情况切换所述HDMI发送器或者HDMI接收器工作。

优选地，所述控制接口包括SPI、IIC、UART及以太网接口。

本发明具有如下有益效果：

1、视频接口的数量和类型可配置；

2、可以实现单个视频接口双向数据流；

3、视频接口非主从关系，视频接口间的映射关系以及对应的逻辑关系可以按需配置，可以实现多路视频接口如HDMI、VGA或SDI等的同时任意点对点转发、点对多点广播；

4、多种外部控制接口，可通过多种方式进行控制。

附图说明

图1为本发明具有多种控制接口的可配置多路视频交换设备一实施例的结构示意图；

图2为本发明HDMI接口模块一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1，本实施例公开一种具有多种控制接口的可配置多路视频交换设备，包括：

FPGA1(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)、CPU2、控制接口3及至少两个视频接口4；其中，

所述FPGA1连接所述视频接口4，

所述CPU2通过所述控制接口3与外部主控设备进行交互，接收外部控制请求，并依据请求内容对视频接口4进行相应初始化和设置，同时对所述FPGA1进行按需配置，完成外部设备所请求的各种视频接口间映射和拓扑要求。

控制接口部分用于提供对外接口，以实现与外部设备的互联互通；该部分包括SPI、IIC、UART及以太网等接口。

视频接口可以按需选择不同的视频接口模块，如HDMI、VGA或SDI接口等；每一类视频接口模块可以包括接口、通道切换及检测电路、对内接口、发送器和接收器；

其中，所述接口连接输入或输出外部设备，

所述通道切换及检测电路用于获取所述接口的接口检测信号，并将所述接口检测信号通过所述对内接口发送给所述CPU，

所述CPU，用于根据所述接口检测信号确定出与所述接口连接的外部设备的输入输出情况，根据所述输入输出情况切换所述接收器或者发送器工作。比如若接口连接外部输入设备(比如主机)，则CPU会切换接收器工作。

如图2所示，是HDMI接口模块设计的一个实例：接口部分可以实现单个接口的双向数据通道，该功能由CPU根据通道切换及检测电路获取的接口检测信号判定对端设备的输入输出情况、依据判定结果自动切换本端视频电路而实现，即单个视频视频接口可以输出视频信号也可输入视频信号。接口部分的具体设计可以是：各类视频接口到BT1120协议的双向转换芯片或单向转换芯片与模拟、数字开关、可编程逻辑器件或者信号继电器等通道切换电路的组合设计，也可以是其他多种视频接口及协议类转换芯片或桥芯片及多种视频接口转换技术的组合电路等。

该设备的逻辑控制部分由FPGA1、CPU2及存储器5等组成，用于实现本设备的实质性功能。其中，CPU部分根据不同的性能需求，可以是FPGA嵌入式软核或者硬核，也可以是一个单独的处理器。逻辑处理部分预留有充分的通道及接口，以便在实际中可以按需配置不同数量和规格的视频接口单元。

此外，该设备还包括电源部分6，用于为设备提供电能；其可以是各种低压差稳压器LDO及直流电源DCDC的组合，也可以是其他以电源管理单元PMU为核心的电路。

本实施例中，举例来说，假如视频接口总共有5个，其中，前二个接显示器，后三个接主机，则CPU可获取与视频接口连接的设备的状态，将其通过控制接口发送给外部主控设备，并由外部主控设备的界面进行显示。之后，用户可以在该界面上配置视频接口之间的映射关系，比如让第一个视频接口输出第三个视频接口输入的视频，让第二个视频接口输出第四个和第五个视频接口输入的视频，而相关逻辑则可以通过上位机下发至本设备并由CPU对FPGA进行配置。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。