一种基于FPGA的HDMI高清视频转换装置的制作方法

本实用新型涉及HDMI接口技术领域，具体为一种基于FPGA的HDMI高清视频转换装置。

背景技术：

近年来，作为一种高速、高精度数字摄像头的简洁、方便、灵活的串口数据和连接方式，Camera Link接口协议在航空航天、军事、医疗、工矿企业等的视频监控、视频传输、在线非接触式测量等领域应用广泛高清晰度多媒体接口HDMI(High-DefinitionMultimediaInterface)可传输高达5Gb/s的数据带宽，是首个支持单线非压缩混合信号传输的接口协议，可直接同时实现全数字高清影音信号及控制命令数据的高性能数字接口。HDMI技术不仅能提供清晰的画质,而且由于其音频、视频采用同一电缆,大大简化了系统的设计和安装。但是Camera Link接口与HDMI接口不兼容，并不能够直接进行输入输出显示，使用不方便。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供了一种基于FPGA的HDMI高清视频转换装置，采用乒乓存储结构和流水线技术，实现了快速高清视频格式转换，提高了系统性能和资源利用率，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于FPGA的HDMI高清视频转换装置，包括安装机盒，所述安装机盒的上表面镶嵌有启动按钮，内部固定安装有集成线路板，所述集成线路板上焊接有FPGA控制器，所述FPGA控制器的数据输入端连接有Camera Link转换模块，所述Camera Link转换模块内置有USB接口，且通过USB接口连接有USB高清摄像头；所述FPGA控制器内置有LCD控制器，所述LCD控制器的输出端连接有液晶触摸屏，所述液晶触摸屏镶嵌在启动按钮侧边；FPGA控制器的数据输出端连接有HDMI芯片，所述HDMI芯片的前端安装有HDMI输出接口；所述集成线路板上还焊接有电源转换模块。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述FPGA控制器采用CycloneIV系列的EP4CE40F23I7芯片，该芯片还连接有外部SDRAM数据存储器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述Camera Link转换模块采用NI公司的DS90CR-288A接收器芯片，该芯片内置有高速TTL接口。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电源转换模块包括蓄电池，所述蓄电池的输出端连接有电压变换器，所述电压变换器的输出端连接到各个芯片的电源引脚。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述HDMI芯片采用Sil9134芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于FPGA的HDMI高清视频转换装置，通过设置Camera Link转换模块，通过USB接口连接USB高清摄像头，系统搭建快速简单；通过设置HDMI芯片进行输出格式转换，利用HDMI输出接口连接高清显示器，实现HDMI格式输出和设备连接；通过设置SDRAM数据存储器，与FPGA控制器实现乒乓存储结构，提高数据读取速率，从而提高处理速度；本实用新型采用乒乓存储结构和流水线技术，实现了快速高清视频格式转换，提高了系统性能和资源利用率。

附图说明

图1为本实用新型结构模块示意图；

图2为本实用新型接口结构示意图。

图中：1-安装机盒；2-启动按钮；3-集成线路板；4-FPGA控制器；5-Camera Link转换模块；6-USB接口；7-USB高清摄像头；8-LCD控制器；9-液晶触摸屏；10- HDMI芯片；11-HDMI输出接口；12-电源转换模块；13-SDRAM数据存储器；14-蓄电池；15-电压变换器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于FPGA的HDMI高清视频转换装置，包括安装机盒1，所述安装机盒1的上表面镶嵌有启动按钮2，内部固定安装有集成线路板3，所述集成线路板3上焊接有FPGA控制器4，所述FPGA控制器4的数据输入端连接有Camera Link转换模块5，所述Camera Link转换模块5内置有USB接口6，且通过USB接口6连接有USB高清摄像头7；所述FPGA控制器4内置有LCD控制器8，所述LCD控制器8的输出端连接有液晶触摸屏9，所述液晶触摸屏9镶嵌在启动按钮2侧边；FPGA控制器4的数据输出端连接有HDMI芯片10，所述HDMI芯片10的前端安装有HDMI输出接口11；所述集成线路板3上还焊接有电源转换模块12；

所述FPGA控制器4采用CycloneIV系列的EP4CE40F23I7芯片，该芯片还连接有外部SDRAM数据存储器13；所述Camera Link转换模块5采用NI公司的DS90CR-288A接收器芯片，该芯片内置有高速TTL接口；所述电源转换模块12包括蓄电池14，所述蓄电池14的输出端连接有电压变换器15，所述电压变换器15的输出端连接到各个芯片的电源引脚；所述HDMI芯片10采用Sil9134芯片。

本实用新型的工作原理：所述安装机盒1采用绝缘材料制成，能够有效保护内部的电路结构；所述启动按钮2连接在电源转换模块12与FPGA控制器4之间，用于控制电路通断；所述集成线路板3上焊接有所有的电气元件；

所述FPGA控制器4为整个装置的控制核心，用于控制所有数据输入与输出，所述电源转换模块12为整个装置供电，所述蓄电池14可以连接外部电源进行充电，并且将存储的电能输出至电压变换器15，所述电压变换器15将输出的电压变换成规定标准的低压电，然后送入到各个芯片的电源引脚；

所述FPGA控制器4上电后开始工作，所述LCD控制器8用于实现输入输出电平转换，从而驱动点亮液晶触摸屏9，液晶触摸屏9可以进行数据输入和数据显示，FPGA控制器4根据接收到的数据进行电平转换；

所述Camera Link转换模块5通过USB接口6连接USB高清摄像头7，USB高清摄像头7采集实时动态视频图像数据，采集到的数据经过内置编码器压缩后传输至Camera Link转换模块5，所述Camera Link转换模块5采用DS90CR-288A接收器芯片搭建而成，它的作用是将相机输出的4路LVDS数据流转换为28bit的LVCOMS/LVTTL数据，在传输时钟为85MHz时28bitTTL数据的速率可以达到每个LVDS通道595Mb/s，即4路LVDS通道2.38G/s的速度；

FPGA控制器4接收来自Camera Link转换模块5的数据，并且采用乒乓存储结构将数据存储至SDRAM数据存储器13进行备份，同时传输至HDMI芯片10，HDMI芯片10将解码后的数据转换成为HDMI格式，再通过HDMI输出接口11连接显示器进行显示。

该基于FPGA的HDMI高清视频转换装置，通过设置Camera Link转换模块5，通过USB接口6连接USB高清摄像头7，系统搭建快速简单；通过设置HDMI芯片10进行输出格式转换，利用HDMI输出接口11连接高清显示器，实现HDMI格式输出和设备连接；通过设置SDRAM数据存储器13，与FPGA控制器4实现乒乓存储结构，提高数据读取速率，从而提高处理速度；本实用新型采用乒乓存储结构和流水线技术，实现了快速高清视频格式转换，提高了系统性能和资源利用率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。