专利名称：Vga数据采集卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高速信号数字化通讯技术领域，尤其涉及一种VGA数据采集卡。
背景技术：
现代社会正向数字化、信息化方向高速发展，在这一过程中，往往需要大量的数据传输。随着数字多媒体技术和现代化教学手段的不断发展，对VGA(Video GraphicArray显示绘图阵列)输出信号的实时采集压缩需求越来越多。在远程教学、网络教学等环境下，客户端希望接收到的不仅仅是人物活动的视频(教师授课画面)，还希望能同时接收到教师所使用的教学用的笔记本、教师机等的显示画面，以便全方位地了解教学内容。这就是所谓的“双视频流”、“多视频流”技术。
采集VGA信号的传统方法有两种第一、通过VGA/AV(音、视频)转换卡，例如Key300、Key500、Key700等视频转换器，把模拟VGA转为模拟视频，再采用视频采集压缩卡进行处理。这种方法的优点在于不需要在教师机上安装软件，只需将VGA输出接到设备上即可，同时，实时性高，基本可以做到全实时(每秒25帧)的采集和压缩。但缺点也是众所周知的VGA信号的分辨率一般为1024×768或800×600，AV视频的分辨率一般采用CIF(一种图形格式)格式，即352×288，将VGA信号转换为AV视频信号以后，即使不压缩，清晰度也大大降低，基本上文字、网页等内容几乎无法看清，再经过压缩，信号质量已经非常差，很难满足实际教学的需求。
第二、采用软件抓屏方式。这是传统的电子教室等软件通常采用的方法，需要在教师机上安装一个软件，以固定帧率(比如每秒5帧)捕捉屏幕，并用软件进行压缩。其优点是可以做到低失真甚至无失真压缩，保证了文字、图片、网页等内容的清晰。但同时，存在两个致命的缺憾1、由于在教师机上安装软件进行抓屏和压缩，会严重影响教师机的性能。统计表明，即使在高主频的奔腾IV机器上，要达到每秒10帧的采集压缩速度，也会占用高达30％～50％d的CPU资源，这势必严重干扰正常的软件操作和性能；
2、在播放视频文件时，软件抓屏方式无法采集到画面。这是由于显卡一般在播放视频时采用的是Video Overlay(视频覆盖)技术进行处理的方式，抓屏时视频部分采集到的只是一个黑窗口。有些抓屏软件会采取禁用DirectX(微软公司的对硬件编程的接口)的方式来获取到所播放视频的内容，但这样会导致显示性能急剧降低，是实际使用所不允许的。
VGA模拟信号的实时采集压缩对硬件要求很高。分辨率为1024×768，24位真彩色，刷新频率75Hz时，要求的采样速度至少达到1024×768×75×24bps，即超过1Gbps的数据量，这还没有考虑到行消隐、场消隐的时间。如此高的数据量，对板卡设计、软件算法等都提出了非常高的要求，这也是长时间以来没有成熟的VGA采集卡问世的重要原因。同时，一般的模拟视频压缩只针对CIF格式或D1(一种图形格式)格式(分辨率720×576)信号，对分辨率高达1024×768的VGA信号如何实现实时高效压缩，也是难题之一。
这就需要开发一款VGA信号的实时采集压缩的VGA数据采集卡，它可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是开发一款VGA信号的实时采集压缩的VGA数据采集卡，它可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种VGA数据采集卡，由可编程逻辑门列阵FPGA电路、模拟/数字信号A/D转换器、存储电路、外设部件互连标准PCI总线桥芯片及外接接口电路；A/D转换器、存储电路、PCI总线桥芯片分别与FPGA电路相连，A/D转换器采集输入的VGA模拟信号，外接接口电路连接上位机。
所述的A/D转换器为将分量视频RGB模拟信号转换成数字信号的A/D转换器。
所述的A/D转换器为将亮度和色差YUV模拟信号转换成数字信号的A/D转换器。
所述的存储电路可以为同步动态存储器SDRAM。
所述的外接接口电路为PCI局部总线BUS接口。
由以上技术方案可知本实用新型所述的VGA数据采集卡，由可编程逻辑门列阵FPGA电路、模拟/数字信号A/D转换器、存储电路、外设部件互连标准PCI总线桥芯片及外接接口电路；A/D转换器采集输入的VGA模拟信号，也就是RGB模拟信号；RGB模拟信号经过A/D采样后转换为数字信号，通过FPGA电路写入SDRAM作为缓存，再经FPGA电路从SDRAM中将采集的数据读出通过PCI总线桥芯片由PCI局部总线BUS接口传输到上位机，由上位机对数据进行显示、压缩、传输等处理。它可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真。
图1为本实用新型所述数据总线转接卡结构示意图。
具体实施方式
本实用新型所述的VGA数据采集卡，其具体实施方式
如图1所示一种VGA数据采集卡，由可编程逻辑门列阵FPGA电路、模拟/数字信号A/D转换器、存储电路、外设部件互连标准PCI(Peripheral Component Interconnect)总线桥芯片及外接接口电路；A/D转换器、存储电路、PCI总线桥芯片分别与FPGA电路相连。所述的A/D转换器为将分量视频RGB模拟输入InPut信号转换成数字信号的A/D转换器。所述的存储电路为同步动态存储器SDRAM(SynchronousDRAM)。所述的外接接口电路为PCI局部总线BUS接口。
A/D转换器采集输入的VGA模拟信号，也就是RGB模拟信号；RGB模拟信号经过A/D采样后转换为数字信号，通过FPGA电路写入SDRAM作为缓存，再经FPGA电路从SDRAM中将采集的数据读出通过PCI总线桥芯片由PCI局部总线BUS接口传输到上位机，由上位机对数据进行显示、压缩、传输等处理。
这里所述的RGB模拟信号还可以为亮度和色差YUV模拟信号(亦称YCrCb)，是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法。
本实用新型所述的VGA数据采集卡是用24位高精度A/D对VGA画面进行采集，这样保证所采集画面的高度清晰逼真。具有高精度的优点。
本实用新型所述的VGA数据采集卡对RGB信号进行实时采样，能够满足每秒25帧以上的实时采集压缩。具有实时性强的优点。
本实用新型所述的VGA数据采集卡的采样带宽可以达到600MHZ，所支持的VGA画面包括VGA～极速扩展图形阵列UXGA的所有分辨率和刷新率，最大可支持1024*768*75HZ，且与画面显示内容无关，不论显示的是视频、文字、图片、网页，都可保证清晰、连续、稳定，从而最大限度地满足用户的需求。具有范围宽的优点。
本实用新型所述的VGA数据采集卡对采样后的数据不做任何压缩等处理，可以保证采样数据的完整性，保证了VGA画面的质量。具有完整性好的优点。
本实用新型所述的VGA数据采集卡在外接VGA信号发生变化，例如分辨率、刷新频率变化时，会以中断方式通知驱动程序，驱动程序可根据此信号自动调整显示方式，也可将此信息发送给上层应用程序，从而实现信号的自动识别。同时，应用程序也可通过相应的接口函数读写硬件寄存器，对采集信号的亮度、色度、对比度、清晰度等参数进行调整。
以上所述数据总线转接卡及其数据处理装置，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
与有代表性的具体实施方式
，同时所述数据总线转接卡的结构也仅是有代表性的结构；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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种VGA数据采集卡，其特征在于，由可编程逻辑门列阵FPGA电路、模拟/数字信号A/D转换器、存储电路、外设部件互连标准PCI总线桥芯片及外接接口电路；A/D转换器、存储电路、PCI总线桥芯片分别与FPGA电路相连，A/D转换器采集输入的VGA模拟信号，外接接口电路连接上位机。
2.根据权利要求1所述的VGA数据采集卡，其特征在于，所述的A/D转换器为将分量视频RGB模拟信号转换成数字信号的A/D转换器。
3.根据权利要求1所述的VGA数据采集卡，其特征在于，所述的A/D转换器为将亮度和色差YUV模拟信号转换成数字信号的A/D转换器。
4.根据权利要求1所述的VGA数据采集卡，其特征在于，所述的存储电路可以为同步动态存储器SDRAM。
5.根据权利要求1所述的VGA数据采集卡，其特征在于，所述的外接接口电路为PCI局部总线BUS接口。
专利摘要本实用新型所述的VGA数据采集卡，由可编程逻辑门列阵FPGA电路、模拟/数字信号A/D转换器、存储电路、外设部件互连标准PCI总线桥芯片及外接接口电路；A/D转换器采集输入的VGA模拟信号，也就是RGB模拟信号；RGB模拟信号经过A/D采样后转换为数字信号，通过FPGA电路写入SDRAM作为缓存，再经FPGA电路从SDRAM中将采集的数据读出通过PCI总线桥芯片由PCI局部总线BUS接口传输到上位机，由上位机对数据进行显示、压缩、传输等处理。它可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真。
文档编号G09G5/00GK2862174SQ20052010326
公开日2007年1月24日 申请日期2005年8月5日 优先权日2005年8月5日
发明者曹伟, 刘江 申请人:北京竞业达数码科技有限公司