一种基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法与流程

本发明属于显示模组测试技术领域，更具体地，涉及一种基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法。

背景技术：

随着液晶显示技术的发展，显示面积大于50英吋的超高清4K分辨率(3840×2160)的大尺寸显示设备已逐渐普及；甚高清8K分辨率(7680×4320)的大尺寸显示设备也开始量产。为了达到超高分辨率的显示性能，确保使用的可靠性并降低制造成本，显示设备模组的生产商普遍采用各类图像视频接口来接收图像信号。

为了支持图像视频传输接口各种lane数和分屏方式的点屏，需要通过PG(Pattern Generator，图像讯号发生器)根据点屏lane数搭配若干讯号适配器，PG通过其图像视频传输接口送出基本的4lane信号给每个讯号适配器，讯号适配器根据图像视频传输接口所连接的点屏的lane数和分屏方式，对输入数据信号进行排列组合达到所需的效果。在系统实际应用中，物理设备PG和讯号适配器可能是处于复杂的工业环境中，采用传统的JTAG下载方式对程序镜像进行更新操作不便，效率较低。申请号为CN201510035839.3、名称为基于ARM的FPGA程序多镜像加载方法的专利所公开的方案，利用ARM处理器通过串行外设接口总线将打包的FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)文件由电脑写入闪存；升级时由ARM处理器向外部总线接口写入拟加载文件的存放地址以及对应外部总线接口的寄存器地址，从闪存中加载所需的文件到FPGA芯片的随机存储器中，实现上电自动运行以及断电不丢失；但该方案仍是采用外部总线在进行数据传输，仍受限于复杂工业环境中的远程物理连接。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，其目的在于在现有显示模组测试系统中基于图像讯号发生器实现对讯号适配器的远程升级。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，包括如下步骤：

(1)通过在图像讯号发生器的操作系统中挂载上层软件所在的文件夹，将上位机中上层软件所在的文件夹与图像讯号发生器中的挂载文件进行共享；

(2)当上位机收到升级命令，将升级镜像文件迁移到上层软件所在的文件夹；

(3)采用图像讯号发生器从上述挂载文件中获取升级数据并缓存，并对缓存的升级数据进行排列生成数据包；

(4)通过图像讯号发生器的图像视频信息发送模块将上述数据包通过图像视频传输接口发送到讯号适配器；

(5)利用讯号适配器对上述数据包进行解析，获取升级使能信号和升级镜像数据，并将该升级镜像数据缓存；

(6)根据升级使能信号，将存储于外部存储单元的升级镜像数据按照Active Serial模式加载到待升级的现场可编程门阵列，完成讯号适配器升级。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，还包括对升级镜像文件进行格式转换的步骤，将转换生成的二进制bin文件作为升级镜像文件。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，其步骤(1)包括如下子步骤：

(1.1)当上位机接收到用户的初始化命令，将所述初始化命令发送到图像讯号发生器的处理器；

(1.2)所述处理器根据所述初始化命令，在所述图像讯号发生器的系统中挂载上层软件所在的文件夹，实现上位机中上层软件所在的文件夹与图像讯号发生器的挂载文件的共享。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，其步骤(3)包括如下子步骤：

(3.1)图像讯号发生器从所述挂载文件中获取升级数据，通过图像讯号发生器的处理器将所述升级数据发送给图像讯号发生器的现场可编程门阵列，并对所述现场可编程门阵列的寄存器进行配置；包括升级数据的大小配置、升级数据拟存放的地址配置；

(3.2)现场可编程门阵列对接收的级数据进行缓存，并对缓存的升级数据进行排列生成数据包。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，其步骤(6)包括如下子步骤：

(6.1)当接收到升级使能信号，对外部存储单元的全部或已使用扇区进行擦除；

(6.2)当接收到擦除完成的指令，在片选信号控制下，根据时钟信号将外部存储单元的升级镜像数据写入待升级现场可编程门阵列，完成讯号适配器升级。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，其升级数据中包含版本信息；完成升级后可通过上位机获取当前版本信息，以便文件版本的管理和追溯。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，图像讯号发生器具有多个讯号适配器接口，支持多个讯号适配器同时升级；通过在图像讯号发生器物理接口上连接多个讯号适配器，实现对图像讯号发生器所连接的讯号适配器同时升级。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，对升级数据按照如下协议组合生成30比特的数据包；

第0～7比特是升级镜像的数据；

第8比特是升级数据使能信号；

第9比特指示传输升级时的寄存器地址和数据信号；

第10～17比特是指升级时寄存器地址信息；

第18～19比特恒定发送预设数据，接收方忽略这两个比特位；

第20～27比特指示升级时寄存器数据信息；

第28～29比特恒定发送预设数据，接收方忽略这两个比特位。

优选地，上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，在升级过程中，若升级失败，则由讯号适配器根据上一版本的升级数据将待升级FPGA恢复到上一个版本的镜像；不影响系统的正常的使用。

通过本发明提供的上述基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，用户只需要通过上位机中的上层软件将升级镜像文件迁移到PG中，由PG通过图像视频传输接口将升级文件发送到讯号适配器中，通过讯号适配器中的FPGA完成新配置升级。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，在模组点屏系统中，在对硬件设备不改动的情况下，通过上位机即可实现对物理上有距离的讯号适配器的FPGA远程升级镜像，不需要增加额外的硬件资源；

当讯号适配器处于工业环境中，其程序镜像需要升级更新时，可以通过上位机将存储于上位机中的讯号适配器的程序镜像文件远程升级到讯号适配器中，不会受到远程物理连接线的限制；并可实时追溯版本号，实现对镜像文件的快捷升级和管理；

(2)本发明提供的基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，通过复用现有的PG与讯号适配器间用于传输图像视频的图像视频传输接口，实现升级数据的传输，不影响系统其它功能，具有节省通道的有益效果；

(3)本发明提供的基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法，可通过FPGA芯片来实现，具有易于无缝兼容系统其他功能、成本低、操作简便、稳定可靠的特点。

附图说明

图1是实施例提供的基于图像视频传输接口的讯号适配器升级方法的流程图；

图2是实施例提供的基于FPGA与V-BY-ONE接口的讯号适配器升级方法的具体流程示意图；

图3是实施例中发送升级数据、文件大小、起始地址信息的顺序示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例提供的基于FPGA与V-BY-ONE接口的讯号适配器升级方法，其流程如图1所示，具体包括如下步骤：

(1)通过在PG的操作系统中挂载上层软件所在的文件夹，将上位机中上层软件所在的文件夹与PG中的挂载文件进行共享；

(2)当上位机收到升级讯号适配器FPGA镜像命令项，将升级镜像文件迁移到上层软件所在的文件夹中；当PG的ARM处理器收到升级讯号适配器FPGA镜像命令项，则从挂载文件中读出升级镜像数据；

(3)通过PG的ARM处理器将升级镜像数据下发给PG中的FPGA；同步地，通过PG的ARM处理器配置FPGA的寄存器，配置升级镜像数据的大小，以及升级数据拟存放的地址；

(4)当PG接收到所述升级镜像数据，对升级镜像数据进行缓存，并对升级镜像数据进行排列组包，生成数据包；

(5)PG通过发送图像视频信息的模块将所述数据包通过图像视频传输接口发送到讯号适配器的FPGA；

其中，图像视频传输接口包括但不限于LVDS、DP、MIPI或V-BY-ONE接口；

(6)当讯号适配器中的FPGA接收上述数据包，根据所述数据包解析出升级使能信号、起始信号、文件大小信号、flash起始地址信号、升级镜像数据；

(7)根据所述升级使能信号将存储于外部存储单元的升级镜像数据加载到讯号适配器待升级的FPGA中，完成讯号适配器升级。

图2是实施例提供的基于FPGA与V-BY-ONE接口的讯号适配器升级方法的具体流程操作示意图；以下结合图2，以对处于复杂工业环境中的远端讯号适配器进行远程升级为例，具体阐述实施例提供的讯号适配器升级方法，其过程具体包括如下步骤：

(1)将升级镜像文件通过Altera Quartus ii Convert Programming File转换工具生成rpd文件；然后把rpd文件转换为二进制bin文件；

(2)硬件装置上电后，通过上层软件将初始化命令项以UDP协议格式按照如图2中虚线箭头1～2所示路径通过网线发送到PG的ARM处理器；当PG的ARM处理器收到初始化命令后，按照图2中虚线箭头3所示的路径在PG中的linux系统中挂载上层软件中的文件夹，由此，PC中上层软件所在的文件夹与PG中的挂载文件处于共享状态；

(3)当用户下发升级讯号适配器FPGA镜像命令项，则将存储于电脑硬盘中的升级镜像文件发送到上层软件中的文件夹下，升级镜像文件流向如图2中粗箭头11方向所示；同时将升级讯号适配器FPGA镜像命令项按照图2中虚线箭头4、5、6所示的路径通过UDP协议和网线发到PG中的ARM处理器；当PG的ARM处理器收到该升级讯号适配器FPGA镜像命令项，按照图2中粗箭头12的方向从挂载文件中获取升级数据；

(4)PG中ARM处理器将升级数据按照图2中粗箭头13的方向下发给PG中的FPGA；同时，该ARM处理器对待升级的FPGA寄存器进行配置，配置升级数据的大小，拟存放到DDR中的地址；

(5)PG中的FPGA收到升级数据后，首先把升级数据存入DDR中缓存，然后对升级镜像数据和信息按照协议组包生成一个30bit的数据包；实施例中，协议约定如下：

[7:0]比特位包含升级镜像的数据；

[8]比特位表示升级数据使能信号；

[9]比特位指示[17:10]和[27:20]中传输升级时的寄存器地址和数据信号；

[17:10]比特位表示升级时寄存器地址信息；

[19:18]比特位恒定发2'b00，接收方忽略这两个bit；

[27:20]比特位表示升级时寄存器数据信息；

当[17:10]比特位＝8'ha7，8'ha8，[27:20]比特的数据为8'haa，8'h55时，指示升级即将开始；当[17:10]比特＝8'ha7，8'ha8，[27:20]比特上的数据为8'ha5，8'h5a时，表示升级数据即将结束；

当[17:10]比特位＝8'h9f，8'ha0，8'ha1，8'ha2时，[27:20]比特位的数据为升级镜像数据的大小，总位宽为32bit；

当[17:10]比特位＝8'ha3，8'ha4，8'ha5，8'ha6时，[27:20]上比特位的数据为升级镜像数据要存入flash的起始地址，总位宽为32bit；

[29:28]比特位恒定发2'b00，接收方忽略这两个bit；实施例中，生成的数据包根据图3所示的顺序发送；

(6)PG中的FPGA通过复用用于发送图像视频信息的模块发送数据包，并通过V-BY-ONE接口将数据包传输到讯号适配器的FPGA端；

(7)讯号适配器中的FPGA接收到V-BY-ONE格式的升级镜像信息后按照图2中粗箭头14所示的方向送入讯号适配器的升级数据解析模块根据协议进行解析，获取升级使能信号、起始信号、文件大小信号、flash起始地址信号、升级镜像数据信号；

本实施例中，使能信号发送到FGPA内的ddr3_top模块，起始信号发送到ddr3_top和rsu_factory模块，文件大小信号、flash起始地址信号发送到rsu_factory模块；升级镜像数据信号则发送到ddr3_top模块，如图2中的粗箭头15所示；发送到ddr3_top模块的升级镜像数据则通过内部逻辑ddr_writeddr_arbitration模块写入到外部的物理DDR中，如图2中的粗箭头16所示；

(8)当rsu_factory模块接收到升级使能信号，根据升级使能信号对外部存储器EPCQ256全部或者已使用的扇区进行擦除操作；对EPCQ256擦除完成后，由rsu_factory模块向ddr3_top模块发出erase_done信号、以及update_wr_en信号；ddr3_top模块收到这些指示信息后，确认现在要开始往EPCQ256芯片写升级镜像数据，则通过内部ddr_read、ddr_arbitration模块把DDR中的升级数据发送到rsu_factory模块，如图2中粗箭头17所示；

(9)当rsu_factory模块收到升级数据，先把升级数据缓存到内部fifo中，再利用内部逻辑控制Altasmi_parallea Megafunction这个ip核，由该ip核把升级数据写入到外部存储器EPCQ256中；FPGA采用Active Serial模式从EPCQ256中加载升级数据，完成远程镜像升级；如图2中粗箭头18所示。

由于升级数据中包含版本信息，升级完成后即可通过上层软件可获取到当前镜像文件的版本号，以便版本的管理和追溯；另一方面，在镜像升级过程中，若远程镜像升级失败，则由讯号适配器根据上一版本的镜像数据将待升级FPGA恢复到上一个版本的镜像，不会影响系统的正常的使用。

实施例中，PG中的ARM处理器支持其所连接的讯号适配器同时进行升级操作；若需要同时升级多个讯号适配器，则可以通过在物理硬件上连接多个讯号适配器实现。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。