一种高清led显示屏视频数据收发装置及数据流控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示控制技术领域，尤其是一种高清LED显示屏视频数据收发装置及数据流控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，大型LED显示屏在户外广告、舞台布置等领域应用广泛。不断出现的应用需求，推动了 LED显示屏控制技术的发展:一方面，人们对信息发布时效性要求不断提高，促使LED显示屏控制技术向同步控制系统方向迈进；另一方面，人们对画面清晰度和颜色保真性要求的提高，促使LED显示屏向超大规模、超高分辨率和颜色高保真方向发展，同时也推动了与之对应的LED显示屏控制技术向着大带宽方向发展。总的来说，大带宽、高实时性是LED高清显示屏控制技术的发展趋势。
[0003]现有的LED显示屏同步控制系统的数据通道一般包括发送卡和多个级联的接收卡。发送卡接收视频源数据，并在完成数据格式的转换之后，通过RJ-45 口或者BNC接口传送给接收卡。在分辨率和实时性要求不高的应用中，这种方案表现出很好的性能。但是，若要实现尚分辨率和尚保真性显不，如实现1920*1060@120Hz的显不，现有的方案只有在视频源与发送卡之间增加图像分割的设备，并通过多通道并行的方式才有可能实现。而如果进一步要求LED显示屏的视频延迟不超过I帧时，现有的方案就很难做到了，因为图像分割和数据转发都会引入延迟。
[0004]因此，现有技术方案仍然无法完全满足高分辨率和高实时性显示的需求，亟待进一步改善和提高。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种高分辨率和高实时性的高清LED显示屏视频数据收发装置。
[0006]本发明的另一目的是:提供一种高分辨率和高实时性的高清LED显示屏视频数据流控制方法。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种高清LED显示屏视频数据收发装置，包括:
非易失性存储模块，用于存储LED显示屏的像素坐标数据；
高清视频接口模块，用于从视频源获取高清视频数据，并在对高清视频数据进行串并转换后发送转换后的视频数据；
高速视频数据控制模块，用于接收转换后的视频数据，并根据接收的数据和从非易失性存储模块读取的像素坐标数据进行图像分割、像素重排、数据分配和数据格式转换处理；
数据缓存模块，用于存储处理后的视频数据；
多路串行视频数据输出模块，用于对处理后的视频数据进行并串转换并将转换后的视频数据发送出去；
通信控制模块，用于控制高速视频数据控制模块与上位机的通信过程，从而实现系统参数的定制和系统运行状态的上传；
所述高清视频接口模块的输出端和非易失性存储模块的输出端均与高速视频数据控制模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块的输出端与多路串行视频数据输出模块的输入端连接，所述高速视频数据控制模块还分别与数据缓存模块和通信控制模块连接；所述非易失性存储模块、高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块均集成在一个电路板上。
[0008]进一步，所述高清视频接口模块包括:
第一 HDMI接口和第二 HDMI接口，用于从视频源获取高清视频数据；
专用视频接口芯片，用于对高清视频数据进行串并转换，并将转换后的视频数据发送给高速视频数据控制模块；
所述第一 HDMI接口的输出端和第二 HDMI接口的输出端均与专用视频接口芯片的输入端连接，所述专用视频接口芯片的输出端与高速视频数据控制模块的输入端连接。
[0009]进一步，所述数据缓存模块包括第一 SDRAM芯片组和第二 SDRAM芯片组，所述第一SDRAM芯片组和第二 SDRAM芯片组均与高速视频数据控制模块连接，所述第一 SDRAM芯片组和第二 SDRAM芯片组均只存储整数帧视频数据，且第一 SDRAM芯片组和第二 SDRAM芯片组中存储的帧数相同；所述非易失性存储模块包括Flash存储器和SD卡插槽，所述Flash存储器和SD卡插槽均与高速视频数据控制模块连接。
[0010]进一步，所述多路串行视频数据输出模块包括至少两个独立的并行通道，所述每个独立的并行通道包括一个以太网物理层收发芯片和一个RJ-45接口，所述高速视频数据控制模块的输出端通过以太网物理层收发芯片与RJ-45接口连接。
[0011]进一步，所述通信控制模块包括USB接插件、USB专用接口芯片、RJ-45座和专用以太网接口芯片，所述USB接插件通过USB专用接口芯片与高速视频数据控制模块连接，所述RJ-45座通过专用以太网接口芯片与高速视频数据控制模块连接。
[0012]本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:
一种高清LED显示屏视频数据流控制方法，包括:
A、建立用于高清LED显示屏视频数据流控制的有限状态机，所述建立的有限状态机包括自检状态、参数配置状态、等待接收第一帧状态、读第一 SDRAM芯片组写第二 SDRAM芯片组状态和读第二 SDRAM芯片组写第一 SDRAM芯片组状态；
B、所述高速视频数据控制模块根据所处的状态自动切换至相应的有限状态机，执行有限状态机的相应操作，从而完成数据接收、数据存储、数据发送、图像分割、像素重排、数据分配和数据格式转换的操作。
[0013]进一步，所述步骤B，其包括:
B1、开机启动有限状态机，自动进入自检状态，高速视频数据控制模块执行系统自检操作；
B2、系统自检完成后，有限状态机进入参数配置状态，高速视频数据控制模块进行参数配置操作；
B3、参数配置完成后，有限状态机进入等待接收第一帧状态，高速视频数据控制模块等待接收来自高清视频接口模块的第一帧视频数据，把接收到的视频数据经格式转换、像素重排之后存储到第一 SDRAM芯片组或第二 SDRAM芯片组中，并设置相应SDRAM芯片组的状态?目息;
Β4、高速视频数据控制模块完成第一帧视频数据接收后，高速视频数据控制模块判断，高速视频数据控制模块根据第一 SDRAM芯片组和第二 SDRAM芯片组的状态信息使有限状态机进入读第一 SDRAM芯片组写第二 SDRAM芯片组状态或读第二 SDRAM芯片组写第一 SDRAM芯片组状态，从而实现数据存储、数据发送、图像分割、像素重排、数据分配和数据格式转换的操作。
[0014]进一步，所述步骤Β4，其包括:
Β41、完成第一帧视频数据的接收后，高速视频数据控制模块判断是第一 SDRAM芯片组的状态信息为空状态还是第二 SDRAM芯片组的状态信息为空状态，若是第一 SDRAM芯片组的状态信息为空状态，则执行步骤Β42 ;若是第二 SDRAM芯片组的状态信息为空状态，则执行步骤Β43 ；
Β42、有限状态机进入读第一 SDRAM芯片组写第二 SDRAM芯片组状态，高速视频数据控制模块执行读第一 SDRAM芯片组写第二 SDRAM芯片组操作；
Β43、有限状态机进入读第二 SDRAM芯片组写第一 SDRAM芯片组状态，高速视频数据控制模块执行读第二 SDRAM芯片组写第一 SDRAM芯片组操作。
[0015]进一步，所述步骤Β42，其包括:
高速视频数据控制模块接收来自高清视频接口模块的视频数据，对视频数据进行格式转换，并按照LED显示屏的像素坐标数据对格式转换后的每帧图像进行像素重排列；
高速视频数据控制模块把接收到的一帧视频数据存储到第二 SDRAM芯片组中，并把第二 SDRAM芯片组的状态信息设置为非空状态；
高速视频数据控制模块从第一 SDRAM芯片组读出视频数据发送到多路串行视频数据输出模块；高速视频数据控制模块读完一帧数据后，把第一 SDRAM芯片组的状态信息设置为空状态，此时，若第二 SDRAM芯片组的状态信息为非空状态，则将有限状态机切换到读第二SDRAM芯片组写第一 SDRAM芯片组状态；若第二 SDRAM芯片组的状态信息为空状态，则将有限状态机切换到等待接收第一帧状态。
[0016]进一步，所述步骤Β43，其包括:
高速视频数据控制模块接收来自高清视频接口模块的视频数据，对视频数据进行格式转换，并按照LED显示屏的像素坐标数据对格式转换之后的每帧图像进行像素重排列；高速视频数据控制模块把接收到的一帧视频数据存储到第一 SDRAM芯片组中，并把第一 SDRAM芯片组把状态信息设置为非空状态；
高速视频数据控制模块从第二 SDRAM芯片组读出视频数据发送到多路串行视频数据输出模块；高速视频数据控制模块读完一帧数据后，把第二 SDRAM芯片组把状态信息设置为空状态，此时，若第一 SDRAM芯片组的状态信息为非空状态，则将有限状态机切换到读第一SDRAM芯片组写第二 SDRAM芯片组状态；若第一 SDRAM芯片组的状态信息为空状态，则将有限状态机切换到等待接收第一帧状态。
[0017]本发明的装置的有益效果是:把高清视频接口模块、高速视频数据控制模块、数据缓存模块、非易失性存储模块、多路串行视频数据输出模块和通信控制模块集成在一个电路板上，通过高速视频数据控制模块进行图像分割、像素重排、数据分配和数据格式转换处理，带宽较大，分辨率较高，且省去了专门的图像分割和数据分发设备，大大降低了视频数据的延迟，实时性较高。