专利名称：一种高清晰度多媒体接口远距传送装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多媒体传送装置技术领域，尤其是涉及一种高清晰度多媒体接口远距传送装置。
背景技术：
HDMI (High Definition Multimedia Inte rface 高清晰度多媒体接口 )是一种数字化视频音频接口技术，通过一根线缆传送高清晰、全数字的音频和视频信号，极大简化了布线，并能取得很高的视音频传输质量。HDMI向下兼容DVI (Digital Video Interface)。标准HDMI电缆的性能标准能够满足大多数消费者的需求。电缆性能达到74. 5MHz，能够可靠传输1080i或720p信号最远15米。标准HDMI电缆在HDMI规范中称为I类电缆。高速HDMI电缆能够达到更为严格的性能标准，用于满足高端家庭影院系统的需求。电缆性能达到340MHz，能够可靠传输IOSOp信号(及更高分辨率的信号)最远7. 5米。高速HDMI电缆在HDMI规格中称为2类电缆。为了将HDMI信号远距传送，就不能用电缆传送，可以改用光纤，将电信号转换为光信号，在接收端将光信号转换为电信号，而光信号可以传很远距离。目前市场上的产品实现大多利用多芯光纤或光波分复用来实现视频和音频的传输，优点是技术实现方便，缺点是要用多芯光纤或多个光模块。多光纤或光模块一方面造成光纤使用成本高，另一方面由于各路光信号的传输延迟和衰减差异，造成传输距离短，一般在2公里以内，最长20公里。还有部分光端机不支持HDMI电缆中的双向的DDC (Display Data Channel显示数据通道)信号，这会造成信号源无法自动识别和自动选择最佳的显示端支持的视频分辨率和音频模式，用户只能通过离线的方式手工配置显示模式，使用不便。
实用新型内容本实用新型为解决上述技术问题，在于提供一种高清晰度多媒体接口远距传送装置。本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现一种高清晰度多媒体接口远距传送装置，包括HDMI发送机和HDMI接收机，所述HDMI发送机和所述HDMI接收机相连接，其中HDMI发送机包括HDMI输入接口、防雷防静电器件(TVS/ESD)、HDMI接收芯片、FPGA主处理芯片、SDI发送芯片和光模块，HDMI接收机包括光模块、SDI接收芯片、FPGA主处理芯片、HDMI发送芯片、HDMI防雷防静电器件和HDMI输出接口。HDMI信号中的DDC(显示数据通道)的数据，正向作为普通辅助数据嵌入到SDI (Serial Digital Interface,数字串行接口)中进行传输,反向则通过专用的反向光波进行传输。在发送端，由FPGA主处理芯片负责DDC数据的读取、打包并发给SDI发送芯片；在接收端，FPGA从SDI接收芯片收到辅助数据包并解析，并进行临时存储。当信号源进行查询时把适当的信息反馈给信号源，从而实现DDC通道内容的自动查询和设置。 上述发送机和接收机成对使用，发送机的HDMI接口为输入端口，与HDMI视音频信号源相连，发送机的光模块与光纤的一端相连，光纤的另一端与接收机的光模块相连，接收机的HDMI接口为输出接口，与HDMI视音频显示器或接收设备相连。上述的发送机中的防雷防静 电器件需要采用低电容负载的专用高速TVS芯片，如芯片Rclamp0522p，其电容值低至0. 3pF，而ESD保护电源可以到最高等级的8kV (人体接触模型)，抗雷击达到5A(8/20us)，电快速脉冲群测试可以达到40A(5/50ns)。HDMI接收芯片负责HDMI信号的数据解串、通道对齐、视频和音频信息的恢复、辅助数据的恢复，以及DDC通道的通信，可以采用SiI9233A实现。该芯片还支持视频采样格式的转换，如8比特转10比特，RGB4 4 4转为YCbCr4 : 2 : 2。该芯片把并行的视频数据发送给FPGA，把多达8个音频通道分别通过独立的连接线发给FPGA。同时该芯片的配置由FPGA通过I2C总线进行操作。主处理芯片为FPGA，通过内置软核微处理器，完成对HDMI芯片、SDI芯片以及FPGA内部处理功能的配置。同时对于视频，自动判别视频格式和音频格式，并转换为SDI芯片可以接受的格式和时序，发送给SDI芯片。FPGA还和光模块的接收端直接相连，从而实现反向的低速数据的接受，这些数据包括源端DDC信息以及接收机的工作状态信息。FPGA主处理芯片可以采用XC6SLX4或Spartan-6LX6。FPGA的程序存储于电路板上的闪存(FlashMemory)中，上电后自动加载到FPGA中。SDI发送芯片从FPGA接收视频、音频和辅助数据信息，并按照SDI相关国际标准进行复用和嵌入，首先合成为标准的SDI并行信号，然后进行串行化，变成高速串行信号发送给光模块。根据视频格式的不同，信号速率也不同，可以在270M到2. 97Gbit/s之间运行。SDI发送芯片可以采用GV7600。光模块完成发送电信号到激光信号的变换，以及接收光信号变成电信号的转换，同时完成单纤双向的功能。可以采用市售3G/155M速率1310nm/1550nm波长的单纤双向非对称SFP光模块，国内有大批厂家生产该种光模块，易于采购。上述的接收机中的光模块完成接收光信号到电信号的转换，以及把反向的低速数据电信号转换为低速光信号的功能，同时完成单纤双向的功能。可以采用市售3G/155M1310nm/1550nm单纤双向非对称SFP光模块，注意要和发送机所有光模块成对使用。SDI接收芯片完成SDI信号串行到并行的变换，完成音频和辅助数据的解嵌，视频数据的恢复。恢复时可以选择CEA861模式，以便于和后续FPGA以及HDMI发送芯片的互联。SDI接收芯片可以采用GV7601。FPGA为主处理芯片，通过内置软核微处理器，完成对HDMI芯片、SDI芯片以及FPGA内部处理功能的配置。同时把从SDI芯片接收到的视音频信号进行处理，转换为符合HDMI发送芯片要求的格式和时序，传给HDMI发送芯片。FPGA还直接和光模块相连，把低速的DDC信息通过光模块的发送通道传给另一端。HDMI发送芯片把从FPGA接收来的视频和音频信息根据FPGA的配置信息转换为相应的HDMI或DVI信号，再进行TMDS编码和串行化，发送给外部端口。同时负责中继FPGA和显示设备的DDC通信信息。HDMI发送芯片可以采用SiI9334。防雷防静电器件同发送机所用器件，在不影响高速HDMI信号传输可靠性的基础上保护接收机安全。优选的，所述HDMI发送机与所述HDMI接收机里的所述光模块的数量均为偶数个。FPGA除了做视音频数据的帧格式处理、DDC数据的处理之外，在FPGA主处理芯片内还嵌入有单片机软核，负责外围芯片SiI9233A，SiI9334，GV7600, GV7601的初始化寄存器配置，以及根据信号模式进行的在线动态配置。本实用新型具有的有益效果(I)本实用新型装置用单纤单芯来实现，大大降低成本，并大大延长传输距离，并提高设备工作的可靠性；可以广泛应用于广电、多媒体制作传输、安防监控等领域，可以适应从几米到上百公里的传输距离；(2)本实用新型装置实现远距离单纤传输HDMI视音频信号，与市场上现有HDMI远距离传输方案相比，节省了光纤或波长资源，传输距离更远；(3)本实用新型装置具有反向DDC通道，可以实现即插即用，自动配置最佳显示模式； (4)本实用新型装置的HDMI接口配备了专用的ESD/TVS器件，可以有效防静电、防瞬态大电流冲击，保护设备安全，特别可以有效保护热插拔对于HDMI接口接收芯片和发送芯片的冲击，防止损坏；(5)本实用新型装置采用FPGA对高速视音频信号进行整合管理，可编程、易于升级和定制视频音频处理的功能，比如加入测试信号、增加网管功能，而不需要更改硬件，具有较大的灵活性。
图I为本实用新型一种高清晰度多媒体接口远距传送装置的连接示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参照图I所示，一种高清晰度多媒体接口远距传送装置，包括HDMI发送机和HDMI接收机。上述发送机和接收机成对使用。发送机的HDMI接口为输入端口，与HDMI视音频信号源相连。发送机的光模块与光纤的一端相连，光纤的另一端与接收机的光模块相连。接收机的HDMI接口为输出接口，与HDMI视音频显示器或接收设备相连。其中HDMI发送机包括HDMI输入接口、防雷防静电器件(TVS/ESD)、HDMI接收芯片、FPGA主处理芯片、SDI发送芯片和光模块；HDMI接收机包括光收发模块，SDI接收芯片，FPGA主处理芯片、HDMI发送芯片、HDMI防雷防静电器件和HDMI输出接口。所述的HDMI接收芯片为SiI9233A，FPGA主处理芯片为XC6SLX4或Spartan_6LX6，SDI发送芯片为GV7600，SDI接收芯片为GV7601，HDMI发送芯片为SiI9334，防雷防静电器件为Rclamp0522p芯片，光模块为3G/155M速率1310nm/1550nm波长的单纤双向非对称SFP光模块。所述接收机的光模块与发送机的所有光模块成对使用。所述FPGA除了做视音频数据的帧格式处理、DDC数据的处理之外，还内置嵌入式单片机软核，负责外围芯片SiI9233A，SiI9334，GV7600, GV7601的初始化寄存器配置，以及根据信号模式进行的在线动态配置；FPGA的程序存储于电路板上的闪存中，上电后自动加载到FPGA中。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。·
权利要求1.一种高清晰度多媒体接口远距传送装置，包括一HDMI发送机，所述HDMI发送机和一HDMI接收机相连接，其特征在于所述HDMI发送机还包括有HDMI输入接口、防雷防静电器件、HDMI接收芯片、FPGA主处理芯片、SDI发送芯片和光模块；所述HDMI接收机还包括光模块、SDI接收芯片、FPGA主处理芯片、HDMI发送芯片、HDMI防雷防静电器件和HDMI输出接口 ；所述HDMI输入接口与HDMI视音频信号源相连，所述HDMI发送机的光模块与光纤的一端相连，所述光纤的另一端与所述HDMI接收机的光模块相连，所述HDMI输出接口与HDMI视音频显示器或接收设备相连。
2.根据权利要求I所述的一种高清晰度多媒体接口远距传送装置，其特征在于所述HDMI发送机与所述HDMI接收机里的所述光模块的数量均为偶数个。
3.根据权利要求I所述的一种高清晰度多媒体接口远距传送装置，其特征在于所述FPGA主处理芯片内还嵌入有单片机软核。
专利摘要一种高清晰度多媒体接口远距传送装置，属多媒体传送装置技术领域，包括HDMI发送机和HDMI接收机，其中所述HDMI发送机包括HDMI输入接口、防雷防静电器件、HDMI接收芯片、FPGA主处理芯片、SDI发送芯片和光模块，HDMI接收机包括光模块、SDI接收芯片、FPGA主处理芯片、HDMI发送芯片、HDMI防雷防静电器件和HDMI输出接口。本实用新型装置用单纤单芯来实现，降低成本，延长传输距离，并提高设备工作的可靠性；可以广泛应用于广电、多媒体制作传输、安防监控等领域，适应上百公里的传输距离。
文档编号H04N5/765GK202488591SQ20112048614
公开日2012年10月10日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者章俊, 贾成志 申请人:上海全维光纤网络系统有限公司