一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器的制作方法

本发明涉及图像信号生成技术领域，尤其涉及一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器。

背景技术：

液晶模组厂商在大尺寸液晶面板的研发、生产、测试的各个环节中，由于面板较大，信号走线太长，传统的电缆走线导致信号衰减严重，抗干扰能力较差，给大尺寸模组的研发测试带来极大的困难。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器，解决了现有技术中图形信号的生成采用电缆走线导致信号衰减严重的问题。

本申请实施例提供一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器，包括：主信号卡、光纤、信号接口卡；

所述主信号卡用于获取模组测试文件，将所述模组测试文件转换为视频信息、配置命令信息，将信息流编码打包后通过所述光纤发送至所述信号接口卡；

所述信号接口卡用于对接收到的信息进行解码，在配置命令信息的控制下，输出对应模组接口的视频信息。

优选的，所述主信号卡采用fpga作为主处理器，所述主信号卡设置有cpu，所述cpu用于通过以太网与pc通信，获取所述模组测试文件。

优选的，所述主信号卡设置有视频解码模块、bmp解码模块、命令缓存模块、命令读取模块；

所述模组测试文件包括视频文件、bmp文件、配置命令文件；

所述视频解码模块用于对所述视频文件进行解码，获得yuv视频信息；

所述bmp解码模块用于对所述bmp文件进行解码，获得第一rgb视频信息；

所述命令缓存模块用于存储所述配置命令文件，所述命令读取模块用于读取存储在所述命令缓存模块中的配置命令信息。

优选的，所述主信号卡设置有yuv2rgb模块；所述yuv2rgb模块用于将所述yuv视频数据流转换为第二rgb视频信息。

优选的，所述主信号卡设置有mux数据选择模块，所述mux数据选择模块用于对视频信息进行选择输出。

优选的，所述主信号卡设置有数据打包模块；所述数据打包模块用于对视频信息、配置命令信息进行打包。

优选的，所述主信号卡设置有数据发送仲裁模块，所述数据发送仲裁模块用于根据优先级选择发送视频信息或配置命令信息。

优选的，所述主信号卡设置有数据分配及转换模块、高速收发器，所述数据分配及转换模块与多个所述高速收发器连接，每个所述高速收发器分别与一个光口连接；

所述数据分配及转换模块用于根据液晶模组的分屏模式，对视频信息进行划分，并将配置命令信息、进行格式转换后的视频信息发送至高速收发器，所述高速收发器用于通过光口将视频信息、配置命令信息发送至所述信号接口卡。

优选的，所述信号接口卡采用fpga作为主处理器，所述信号接口卡设置有数据解包及分配模块，所述数据解包及分配模块用于对接收到的视频信息、配置命令信息进行解包。

优选的，所述信号接口卡设置有视频生成模块、视频配置模块；所述视频生成模块用于接收解包后的视频信息，所述视频配置模块用于接收解包后的配置命令信息；在所述视频配置模块的控制下，所述视频生成模块输出对应模组接口的视频信息。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，提供的基于光纤的长距离分布式图形信号发生器主要由主信号卡、光纤、信号接口卡组成，通过主信号卡将视频信息、配置命令信息编码打包后通过光纤分发至多个远端的信号接口卡，通过信号接口卡将光纤传输的视频信息、配置命令信息进行解码，视频数据在配置命令数据的控制下，完成特定接口类型的视频输出，从而实现长距离分布式图形信号的生成，能够有效解决传统的电缆走线距离短且信号衰减的问题，本发明具有传输带宽高、抗干扰能力强、实时性好、线缆少布线方便等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器中主信号卡的系统框图；

图2为本发明实施例提供的一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器中信号接口卡的系统框图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实施例提供了一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器，主要由主信号卡、光纤及信号接口卡组成。

所述主信号卡采用高性能的fpga(field－programmablegatearray，即现场可编程门阵列)作为主处理器，所述主信号卡主要负责与pc((personalcomputer，个人计算机)通信，获取模组测试文件，然后将所述模组测试文件转换为视频数据流和配置命令数据流，将所述配置命令数据流、转码后的所述视频数据流经过打包之后，通过连接在fpga高速serdes的光口经所述光纤将数据发送至远端的所述信号接口卡。为了满足大尺寸高分辨模组的接口及分屏模式的需求，所述主信号卡支持多个通道，每个通道对应一个所述信号接口卡。

所述信号接口卡也采用高性能的fpga作为主处理器，它将所述主信号卡发送的所述视频数据流及所述配置命令数据流解包校验后，将所述视频数据流及所述配置命令数据流分别发送给视频生成模块及视频配置模块。所述视频生成模块将输入的所述视频数据流在所述视频配置模块的控制下输出对应模组接口的视频信号，如vbyone(一种视频数据接口标准)、dp(displayport接口)、hdmi(highdefinitionmultimediainterface，高清晰度多媒体接口)、lvds(lowvoltagedifferentialsignaling，低压差分信号技术接口)等，从而实现长距离分布式的图形信号发生器。

下面对各组成部分做进一步的说明。

1、主信号卡

所述主信号卡采用高性能fpga作为主处理器，fpga内嵌一个cpu(包括arm、niosii处理器等)，所述cpu通过以太网与pc通信，从pc获取大尺寸模组测试文件(含模组的timing信息、分屏信息、测试视频或图片文件等)。所述cpu获取到所述模组测试文件之后，将视频或图片文件发送到对应的解码模块中转成rgb数据，而将配置数据发送到命令缓存模块中。rgb数据和命令数据输出之后，分别经过对应的数据打包模块之后完成数据的处理，然后在数据发送仲裁模块的控制下按优先级发送给数据分配及转换模块。所述数据分配及转换模块根据分屏模式将视频数据包的数据进行切割，并将切割后的数据包转换成数据流后发送至各个通道的serdes，从而完成视频的分配传输，如图1所示。

(1)cpu即centralprocessingunit中央处理器

本系统中的cpu为fpga内嵌处理器，包括了arm、niosii或microblaze处理器。cpu通过以太网eth与pc通信，获取模组测试文件，包括模组的timing信息、分屏信息、测试视频或图片文件。cpu获取到这些文件之后，将不同的文件送到不同的模块进行处理。

视频文件：发送到videodecoder视频解码模块中对视频进行解码，将视频文件解码为yuv视频数据流。

bmp文件：发送到bmpdecoderbmp解码模块进行解码，将bmp文件转为rgb视频数据流。

配置命令文件：发送到cmdfifo命令缓存模块中，等待命令读取模块(cmdread模块)读取配置命令数据流。

(2)videodecoder视频解码模块

videodecoder支持h264、h265压缩解码，最高支持4k60fps及8k15fps输出。videodecoder视频解码模块输出的视频数据流是yuv格式的。为了方便处理，本系统将yuv视频数据流经过yuv2rgb模块后转为rgb视频数据流。

(3)bmpdecoder即bmp解码模块

bmpdecoderbmp解码模块主要将bmp文件转为rgb视频数据流。

(4)rgbdatamux即mux数据选择模块

本系统支持视频播放及bmp图输出，rgbdatamux主要用于选择输出来自视频解码模块或bmp解码模块的rgb视频数据流。

(5)cmdfifo&cmdread命令缓存模块&命令读取模块

cmdfifo命令缓存模块用于缓存cpu发送过来的配置命令文件，并通过cmdread命令读取模块读出并发送给datapacker数据打包模块。

(6)datapacker数据打包模块

视频数据流和配置命令数据流均要经过各自的数据打包模块(即第一数据打包模块datapackerv、第二数据打包模块datapackerc)进行数据的处理。数据打包模块将rgbdatamux或者dataread模块输出的一定长度的数据流加入数据头id、数据类型(命令数据还是视频数据)、数据长度、crc32校验及数据尾id，实现将数据流转为数据包(即视频数据包、配置命令数据包)，方便信号解码端解析数据并确保数据的可靠性。

(7)datatxarbitrator数据发送仲裁模块

datatxarbitrator为数据发送仲裁器，当需要同时发送配置命令数据包及视频数据包时，datatxarbitrator将根据数据包的优先级来发送。本系统中，视频数据包发送的优先级高于配置命令数据包发送的优先级，优先保证图像的传输，保证图像的实时性。

(8)datadistributor&convertor数据分配及转换模块

数据分配及转换模块是这个系统的核心模块。在大尺寸模组中，受限于传输线缆的带宽，为了支持比较高的分辨率和刷新率，一般的大尺寸模组都有几个tcon板(屏驱动板)组成，每个tcon板有一个视频接口(对应于一个信号接口卡的视频输入)，在多个tcon板信号输出画面的组合下，实现高分辨率高刷新率的视频。比较常见的有上下分屏(2个tcon板，一个负责显示上半部分画面，一个负责显示下半部分画面)、左右分屏(2个tcon板，一个负责显示左半部分画面，一个负责显示右半部分画面)、田字分屏(4个tcon板，分别负责左上、左下、右上、右下4部分画面)。

datadistributor&convertor数据分配及转换模块就是用于视频画面分割的作用。它根据液晶模组的分屏模式，将完整一个视频数据包划分成需要的多个画面数据包，然后转换成serdes需要的数据流格式(如axi_stream或者avalon_stream)发送给fpga的serdes。

需要注意的是，datadistributor&convertor数据分配及转换模块不会对配置命令数据包进行切割，而是根据其通道号直接发送。

(9)serdes高速收发器

fpga将datadistributor&convertor数据分配及转换模块处理后的数据流经高速收发器serdes通过光口qspf+发送给远端的信号接口卡。本系统的光口支持最高支持40gbps。

综上，cpu通过以太网与pc通信；cpu分别与视频解码模块、bmp解码模块、命令缓存模块连接，命令读取模块与命令缓存模块连接；所述yuv2rgb模块与所述视频解码模块连接；bmp解码模块、yuv2rgb模块均与mux数据选择模块连接；mux数据选择模块与第一数据打包模块连接；命令读取模块与第二数据打包模块连接；第一数据打包模块、第二数据打包模块均与数据发送仲裁模块连接；数据发送仲裁模块与数据分配及转换模块连接；数据分配及转换模块与多个所述高速收发器连接，每个所述高速收发器分别与一个光口连接。

所述主信号卡通过cpu获取模组测试文件，模组测试文件包括视频文件、bmp文件、配置命令文件；然后cpu将视频文件发送至视频解码模块中，通过视频解码模块对视频文件进行解码，获得yuv视频数据流，之后通过yuv2rgb模块将yuv视频数据流转换为第二rgb视频数据流；cpu将bmp文件发送至bmp解码模块中，通过bmp解码模块对bmp文件进行解码，获得第一rgb视频数据流；cpu将配置命令文件发送至命令缓存模块中，然后通过命令读取模块读取存储在命令缓存模块中的配置命令数据流。通过mux数据选择模块选择输出第一rgb视频数据流或第二rgb视频数据流。通过第一数据打包模块将mux数据选择模块输出的rgb视频数据流转换为视频数据包；通过第二数据打包模块将命令读取模块输出的配置命令数据流转换为配置命令数据包。通过数据发送仲裁模块根据优先级选择发送视频数据包或配置命令数据包。通过数据分配及转换模块根据液晶模组的分屏模式，将视频数据包划分成多个画面数据包，然后将配置命令数据包、进行格式转换后的画面数据包发送至高速收发器，高速收发器通过光口将画面数据包、配置命令数据包发送至所述信号接口卡。

2、信号接口卡

信号接口卡主要用于解码主信号卡通过光纤传输过来的视频数据流及配置命令数据流，然后在配置及命令的控制下，将视频数据送入视频生成模块，完成特定接口(如vbyone、hdmi、dp、lvds)视频的输出，如图2所示。

(1)dataunpacker&distributor数据解包及分配模块

dataunpacker&distributor数据解包及分配模块主要用于将serdes接收到的数据进行解包、校验。如果数据正确，则根据数据类型将数据发送给对应的模块。如视频数据流，则发送给视频生成模块videogenerator，配置命令数据流则发送给视频配置模块videoconfig。若校验不正确，则把数据包丢弃，并要求主信号卡重传。

(2)videogenerator视频生成模块

videogenerator视频生成模块主要用于将rgb视频数据流转成特定协议接口的视频流，比如将rgb视频数据流转成vbyone、hdmi、dp、lvds等接口输出的视频。

(3)videoconfig视频配置模块

videoconfig视频配置模块主要用于配置videogenerator视频生成模块，配置命令数据主要包括模组的timing信息。

综上，数据解包及分配模块与高速收发器连接；视频生成模块、视频配置模块分别与数据解包及分配模块连接。

通过数据解包及分配模块对接收到的画面数据包、配置命令数据包进行解包，得到视频数据流、配置命令数据流。通过视频生成模块接收视频数据流，通过视频配置模块接收配置命令数据流。然后在视频配置模块的控制下，视频生成模块输出对应模组接口的视频信息。

本发明实施例提供的一种基于光纤的长距离分布式图形信号发生器至少包括如下技术效果：

(1)线缆少、成本低，布线方便；

(2)无信号衰减，抗干扰能力强；

(3)带宽高、延时较小；

(4)传输距离远，同步性好；

(5)信号扩展灵活，方便支持多种视频信号输出。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。