一种基于HDMI2.1协议8K音视频数据流多路分配器的制作方法

一种基于hdmi2.1协议8k音视频数据流多路分配器
技术领域
1.本实用新型属于8k音视频数据流传输技术领域，尤其涉及一种基于hdmi2.1协议8k音视频数据流多路分配器。


背景技术：

2.目前，adv7672是一款高清多媒体接口收发器，具有交叉点矩阵开关、视频镜像、视频分割和视频合并功能。adv7672支持40gbps固定速率链路(frl)和18gbps过渡最小化差分信号(tmds)视频速率，并提供两个独立的hdmi接收芯片端口、两个独立的hdmi变送器端口、两个音频端口和一个增强的音频返回通道(earc)接口。每个hdmi接收芯片和变送器都支持8k30 rgb/ycbcr 4:4:4、10位视频、8k60 ycbcr 4:2:0、10位高清视频和4k120 4:4:4、10位高帧率视频。每个音频端口都可以独立配置为音频提取端口或音频插入端口。音频端口支持8通道、192khz、24位脉冲编码调制(pcm)和压缩音频格式，包括高比特率格式。earc接口可以配置为earc变送器或earc接收器。earc接口支持8通道192khz pcm音频和高比特率音频(hbr)压缩音频格式，包括dolby truehd
tm
和dts
‑
hd
tm
。earc接口还支持音频返回通道(arc)。adv7672支持显示流压缩(dsc)1.2a数据直通和用于hdmi动态hdr、hdr10+和dolby vision
tm
的高动态范围(hdr)元数据直通。adv7672实施高带宽数字内容保护(hdcp)2.3规范，以保护优质内容的交付。hdcp 2.3适用于变送器、接收器和中继器配置。hdcp 2.3向后兼容hdcp 2.2。还支持hdcp 1.4，以提供与旧套件的互操作性。adv7672使用高级主机控制器接口(api)，并通过i2c进行配置。adv7672采用108引脚、引线框架芯片级封装(lfcsp)，带有裸露焊盘，额定温度范围为0℃至70℃。
3.随着人工智能技术的发展，特别是8k超高清视频产业链技术的快速成熟，大量的现代人工智能技术，被应用到了电子产品当中。其中，micro led技术应用使得户外led大屏，急需要8k超高清视频传输系统为解码器和led大屏架起一座高速桥梁，实现高速互联互通，呈现8k超高清音视频前所未有的体验效果。
4.现有专利(cn201621418626.5)公开了一种hdmi极清4k60hz多路分配器，包括一个分配器，分配器通过一条hdmi线缆把高清信号源和分配器的输入口连接起来，分配器的输出端与显示器之间通过hdmi线缆连接，12v的电源和分配器连接起；分配器包括一路hdmi输入模块、至少两路hdmi输出模块、一个hdmi音视频处理分配模块、一个电源模块以及一个mcu控制模块，hdmi输入模块、hdmi输出模块、hdmi音视频处理分配模块均与mcu控制模块连接，电源模块给整个分配器供电。上述现有专利采取hdmi音视频处理分配模块，通过将mcu控制模块实现将一路tmds信号分配成多路tmds信号在支持hdmi信号的显示设备或投影仪上显示，达到无信号衰减的效果；但是该现有设备结构复杂，制造成本高。
5.因此市场需要一种结构简单，采用hdmi2.1协议接收解码器输出的hdmi2.1协议的8k音视频数据流，再由adv7672做数据镜像复用处理，并输出2路hdmi2.1协议的8k音视频数据流，分别传送至下一级adv7672，同上原理由2路输入变成4路输出，通过上述方法处理后得到4路hdmi2.1协议的8k音视频数据流，满足户外led大屏视频信号接收端口需求，实现多
屏演播同放。
6.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有设备结构复杂，制造成本高。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种音视频数据流多路分配器。本实用新型音视频数据流多路分配器为一种基于hdmi2.1协议8k音视频数据流多路分配器，该分配器是基于hdmi2.1协议8k音视频数据流单路输入，复用8k音视频数据流后实现多路输出，处理实时动态视觉数据传输。
8.本实用新型是这样实现的，一种音视频数据流多路分配器，所述音视频数据流多路分配器设置有：
9.用以为各个adv7672芯片提供电源的电源系统；
10.通过adv7672芯片进行数据镜像处理的数据镜像复用处理模块。
11.进一步，所述第一adv7672芯片分别与第二adv7672芯片和第三adv7672芯片连接，第一adv7672芯片与hdmi2.1 8k音视频数据流输入端连接。
12.进一步，所述第一adv7672芯片、第二adv7672芯片和第三adv7672芯片为阶梯型分布。
13.进一步，所述第二adv7672芯片分别与第一输出端口和第二输出端口连接。
14.进一步，所述第三adv7672芯片分别与第三输出端口和第四输出端口连接。
15.进一步，所述电源系统分别通过导线与第一adv7672芯片、第二adv7672芯片和第三adv7672芯片连接。
16.结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
17.本实用新型采用hdmi2.1协议的8k音视频数据流由1路变成4路，且4流hdmi2.1协议的8k音视频数据流重现在4个大屏上，节目同步一致。
18.本实用新型采用hdmi2.1协议接收解码器输出的hdmi2.1协议的8k音视频数据流，再由adv7672做数据镜像复用处理，并输出2路hdmi2.1协议的8k音视频数据流，分别传送至下一级adv7672，同上原理由2路输入变成4路输出，通过上述处理后得到4路hdmi2.1协议的8k音视频数据流。
19.本实用新型能够满足户外led大屏视频信号接收端口需求，同时也丰富了市场多屏演播同一个视频节目的需求。
20.本实用新型实现了hdmi2.1协议传输8k音视频数据流从无到有，实现1路hdmi2.1协议传输8k音视频数据流输入，输出4路hdmi2.1协议传输8k音视频数据流，解决目前市场上还没有hdmi2.1协议传输8k多路分配器的问题。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型实施例提供的音视频数据流多路分配器结构示意图。
23.图中：1、hdmi2.1 8k音视频数据流输入端；2、电源系统；3、第一adv7672芯片；4、第二adv7672芯片；5、第三adv7672芯片；6、第一输出端口；7、第二输出端口；8、第三输出端口；9、第四输出端口。
24.图2是本实用新型实施例提供的三颗adv7672芯片u1、u2和u3实施例的连接方框图。
25.图3是本实用新型实施例提供的电源系统连接方框图。
26.图4是本实用新型实施例提供的五颗adv7672芯片u1、u2、u3、u4和u5实施例的连接方框图。
27.图5是本实用新型实施例提供的u1、u4、u6、u7连接结构电路示意图。
28.图6是本实用新型实施例提供的u28、u30、u26、u29、u22连接结构电路示意图。
29.图7是本实用新型实施例提供的hdmi input电路示意图。
30.图8是本实用新型实施例提供的hdmi input另一部分电路示意图。
31.图9是本实用新型实施例提供的adv7672 input/output第一部分电路示意图。
32.图10是本实用新型实施例提供的adv7672 input/output第二部分电路示意图。
33.图11是本实用新型实施例提供的adv7672 input/output第三部分电路示意图。
34.图12是本实用新型实施例提供的adv7672 power电路示意图。
35.图13是本实用新型实施例提供的adv7672 power另一部分电路示意图。
36.图14是本实用新型实施例提供的adv7672 audio&b2b con电路示意图。
37.图15是本实用新型实施例提供的hdmi output hdmio另一部分电路示意图。
38.图16是本实用新型实施例提供的hdmi output hdmio电路示意图。
39.图17是本实用新型实施例提供的hdmi output hdmi1另一部分电路示意图。
40.图18是本实用新型实施例提供的hdmi output hdmi1电路示意图。
41.图19是本实用新型实施例提供的adv7672 input/output hdmi txo/hdmi tx1电路示意图。
42.图20是本实用新型实施例提供的adv7672 input/output另一部分电路示意图。
43.图21是本实用新型实施例提供的adv7672 power电路示意图。
44.图22是本实用新型实施例提供的adv7672 power另一部分电路示意图。
45.图23是本实用新型实施例提供的adv7672 audio&b2b con电路示意图。
46.图24是本实用新型实施例提供的adv7672 input/output hdmi tx2/hdmi tx3电路示意图。
47.图25是本实用新型实施例提供的adv7672 input/output hdmi tx2/hdmi tx3另一部分电路示意图。
48.图26是本实用新型实施例提供的adv7672 power电路示意图。
49.图27是本实用新型实施例提供的adv7672 power另一部分电路示意图。
50.图28是本实用新型实施例提供的adv7672 audio&b2b con电路示意图。
51.图29是本实用新型实施例提供的hdmi2另一部分电路示意图。
52.图30是本实用新型实施例提供的hdmi2电路示意图。
53.图31是本实用新型实施例提供的hdmi3另一部分电路示意图。
54.图32是本实用新型实施例提供的hdmi3电路示意图。
55.图33是本实用新型实施例提供的mcu i/o电路示意图。
56.图34是本实用新型实施例提供的usb poper电路示意图。
57.图35是本实用新型实施例提供的jtag/swd电路示意图。
58.图36是本实用新型实施例提供的mcu power电路示意图。
59.图37是本实用新型实施例提供的power supply_1第一部分电路示意图。
60.图38是本实用新型实施例提供的power supply_1第二部分电路示意图。
61.图39是本实用新型实施例提供的power supply_1第三部分电路示意图。
62.图40是本实用新型实施例提供的power supply_2第一部分电路示意图。
63.图41是本实用新型实施例提供的power supply_2第二部分电路示意图。
64.图42是本实用新型实施例提供的power supply_2第三部分电路示意图。
具体实施方式
65.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
66.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种音视频数据流多路分配器，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
67.如图1所示，本实用新型实施例提供的音视频数据流多路分配器包括：
68.电源系统：提供各个adv7672芯片供电电源；
69.数据镜像复用处理模块：由adv7672芯片数据镜像处理。
70.数据镜像复用处理模块包括：hdmi2.1 8k音视频数据流输入端1、第一adv7672芯片3、第二adv7672芯片4、第三adv7672芯片5、第一输出端口6、第二输出端口7、第三输出端口8和第四输出端口9；第一adv7672芯片3与hdmi2.1 8k音视频数据流输入端1连接，第一adv7672芯片3分别与第二adv7672芯片4和第三adv7672芯片5连接；第二adv7672芯片4分别与第一输出端口6和第二输出端口7连接，第三adv7672芯片5分别与第三输出端口8和第四输出端口9连接。电源系统分别通过导线与第一adv7672芯片3、第二adv7672芯片4和第三adv7672芯片5连接。其中，第一adv7672芯片3、第二adv7672芯片4和第三adv7672芯片5为阶梯型分布。
71.下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的描述。
72.本实用新型中基于hdmi2.1协议8k音视频数据流多路分配器的设计构思是：
73.由adv7672做算法数据镜像复用处理，镜像复用输出2路hdmi2.1协议的8k音视频数据流。通过adv7672芯片在2级做算法数据镜像复用处理成4路hdmi2.1协议的8k音视频数据流输出。
74.如图1所示，一种基于hdmi2.1协议8k音视频数据流多路分配器，包含三颗支持hdmi2.1协议的adv7672芯片，即adv7672芯片u1、adv7672芯片u2和adv7672芯片u3组成阶梯型，由adv7672芯片u1接收端hdmi2.1输入8k音视频数据流,经adv7672芯片u1镜像复用8k音视频数据流输出两路hdmi2.1协议8k高清数据流，其中，一路高清数据流送至adv7672芯片u2，另一路高清数据流送至adv7672芯片u3接收端，供电单元分别给adv7672芯片u1、adv7672芯片u2和adv7672芯片u3供电，组成8k音视频数据流最基本电路。
75.由adv7672芯片u1接收端hdmi2.1输入8k音视频数据流input1(7680x4320p),经adv7672芯片u1镜像复用8k音视频数据流输出两路hdmi2.1协议8k高清数据流txo和tx1，其中，一路高清数据流txo(7680x4320p)送至adv7672芯片u2的端口rx0，另一路高清数据流tx1(7680x4320p)送至adv7672芯片u3接收端rxo。
76.adv7672芯片u2从tx0(7680x4320p)输出端口输出至output1，从tx1(7680x4320p)输出端口输出至output2。
77.adv7672芯片u3从tx0(7680x4320p)输出端口输出至output3，从tx1(7680x4320p)输出端口输出至output4。
78.供电单元分别给adv7672芯片u1、adv7672芯片2和adv7672芯片3供电，组成8k音视频数据流最基本电路。
79.图3为图2实施例的电源系统连接方框图。如图3所示，由adv7672芯片2接收端hdmi2.1输入8k音视频数据流u输出4路hdmi2.1协议输出8k音视频数据流。
80.adv7672三颗芯片分别连接到三颗flash的w25x40芯片，w25x40芯片预制了adi公司(纳斯达克代码:adi)又名亚德诺半导体技术(上海)有限公司的驱动程序。
81.单片机stm32f429vit6通过i2c协议端口输出控制信号分别连接adv7672三颗芯片的i2c接收端口，接受stm32f429vit6的指令，并响应指令完成8k音视频数据流相应的处理。
82.电源系统：12v直流电源输入到ti公司的tps54429电源芯片转换5v/5a，分别送至ltc3616、ltc3614、lp38501三颗电源转换芯片以及hdmi插座电源5v输出。ltc3616转换输出1v/6a的直流电压分别送至三颗adv7672数字端供电入口。ltc3614转换输出1.35v/4a的直流电压送至lt3071芯片接收端，lt3071转换输出低噪纹波1.0v/5a直流电压，分别送至三颗adv7672模拟端供电入口。lp38501转换输出3.3v/3a直流电压,分别送至adv7672芯片i/o端口以及flash芯片，时钟多路输出芯片。
83.3)时钟系统：由ti公司的cdce913多路输出时钟信号芯片连接一颗25mhz的晶振，输出3路25mhz的信号分别送至adv7672三颗芯片时钟接收端口，解决时钟同步时序问题。
84.图4为本实用新型五颗adv7672芯片u1、u2、u3、u4和u5实施例的连接方框图，如图4所示，一种基于hdmi2.1协议8k音视频数据流多路分配器，包含三颗支持hdmi2.1协议的adv7672芯片，即adv7672芯片u1、adv7672芯片u2和adv7672芯片u3组成阶梯型，由adv7672芯片u1接收端hdmi2.1输入8k音视频数据流,经adv7672芯片u1镜像复用8k音视频数据流输出两路hdmi2.1协议8k高清数据流，其中，一路高清数据流送至adv7672芯片u2，另一路高清数据流送至adv7672芯片u3接收端，供电单元分别给adv7672芯片u1、adv7672芯片2和adv7672芯片3供电，组成8k音视频数据流最基本电路。
85.由adv7672芯片u3接收端hdmi2.1输入8k音视频数据流,经adv7672芯片u3镜像复用8k音视频数据流输出两路hdmi2.1协议8k高清数据流txo和tx1，其中，一路高清数据流经输出端txo送至adv7672芯片u4的接收端rx0，另一路高清数据流经输出端tx1送至adv7672芯片u5接收端rxo。
86.adv7672芯片u4从tx0(1920x4320p)输出端口输出至output3，从tx1(1920x4320p)输出端口输出至output4。
87.adv7672芯片u5从tx0输出端口输出至output5，从tx1输出端口输出至output6。
88.附图中英文和代码的中文含义是：
89.表1 英文和代码的中文含义
90.英文或代码中文含义英文或代码中文含义input输入input porto输入端口rxo接收端口0output输出端口rx1接收端口1spi串行协议tx0发送端口0flash储存芯片tx1发送端口1cystal石英晶振reset复位i2c1内部集成电路总线1i2c0内部集成电路总线0i2c2内部集成电路总线2
91.本实用新型的工作原理为：由adv7672做算法数据镜像复用处理，并将镜像复用处理后输出2路hdmi2.1协议的8k音视频数据流，输出分别接入2颗adv7672接收端，再次进行算法数据镜像复用处理，同时输出4路hdmi2.1协议的8k音视频数据流。
92.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
93.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。