[發明專利]一種嵌入式多功能的視頻接口模塊

在審

• 申請號: 201510430449.6
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105187765A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 張永康;田雁;許朝暉;馮謀朝;丁璐;田廣元
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/775
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

1.一種嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：包括電源模塊、全局時鐘模塊、視頻AD轉換模塊、視頻DA轉換模塊、FPGA、SDI編碼模塊、CameraLink接口電路、輸出數據驅動模塊以及串口驅動電路；

所述電源模塊向FPGA供電；

所述全局時鐘模塊向FPGA提供全局時鐘信號，向視頻AD轉換模塊時鐘輸入信號；

所述視頻AD轉換模塊用于將PAL制式視頻信號解碼為8位數據信號DEC_P、時鐘信號DEC_CLK、場信號FIELD、幀同步信號VS和行同步信號HS，該數據信號經FPGA進行圖像處理；

所述視頻DA轉換模塊將來自FPGA的視頻數據、行信號、場信號、時鐘信號轉換為模擬PAL制CVBS信號輸出；

所述SDI編碼模塊用于將來自FPGA的視頻數據、視頻時鐘進行串化處理，輸出SDI視頻圖像；

所述CameraLink接口電路用于采集工業CameraLink相機的圖像數據，將圖像數據LVDS差分信號、LVDS差分時鐘信號轉換輸出為80位LVTTL視頻數據信號、XPCLK時鐘信號輸出供FPGA處理使用；

所述串口驅動電路接收的TTL信號，將接收到的信號按照RS485所要求的通信協議轉換為8位的數據供FPGA芯片圖像處理使用；

所述輸出驅動器電路用于將來自FPGA的80位LVTTL數據信號、像素時鐘信號PCLK驅動輸出為視頻數據信號、PCLK輸出信號同時供多塊跟蹤處理板實時跟蹤目標使用。

2.根據權利要求1所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述電源模塊包括第一電源單元、第二電源單元和第三電源單元，所述第一電源單元與第二電源單元連接。

3.根據權利要求2所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述全局時鐘模塊包括有源晶振。

4.根據權利要求3所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述視頻AD轉換模塊包括ADV7183芯片，所述ADV7183芯片接收PAL制式視頻信號并進行解碼處理，將解碼后的8位數據信號DEC_P、時鐘信號DEC_CLK、場信號FIELD、幀同步信號VS和行同步信號HS傳輸給FPGA；FPGA通過I2C總線配置ADV7183解碼數據。

5.根據權利要求4所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述視頻DA轉換模塊包括ADV7179芯片和AD8051驅動芯片，所述ADV7179芯片將來自FPGA芯片的視頻數據ENC_P、行信號ENC_HS、場信號ENC_VS、時鐘信號ENC_CLK轉換為模擬PAL制CVBS信號并經過AD8051驅動芯片放大輸出。

6.根據權利要求5所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述SDI編碼模塊包括CLC020芯片和SDI接口，所述CLC020芯片用于將視頻數據DA、視頻時鐘DA_CLK串化生成標清的SDI視頻圖像并通過SDI接口輸出。

7.根據權利要求6所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述CameraLink接口電路包括DS90CR288A芯片，所述DS90CR288A芯片用于采集工業CameraLink相機的圖像數據，將圖像數據的LVDS差分信號、LVDS差分時鐘信號轉換為80位LVTTL視頻數據信號、XPCLK時鐘信號輸出供FPGA處理使用。

8.根據權利要求7所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述串口驅動電路包括MAX3430芯片，通過MAX3430芯片用于和外部系統通訊。

9.根據權利要求8所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述輸出驅動器電路包括SN74LVTH16245A芯片，所述SN74LVTH16245A芯片用于將80位LVTTL視頻信號和像素時鐘信號PCLK驅動輸出為視頻數據信號、PCLK輸出信號同時供多塊跟蹤處理板實時跟蹤目標使用。

10.根據權利要求1至9之任一所述的嵌入式多功能的視頻接口模塊，其特征在于：所述FPGA包括視頻AD轉DA模塊、配置模塊、字符疊加模塊、CameraLink轉DA模塊、CameraLink解碼模塊、最大值最小值均值模塊、80位數據模塊以及收發轉換模塊，

所述視頻AD轉DA模塊用于接收視頻AD轉換模塊輸出的8位數據信號DEC_P、時鐘信號DEC_CLK、場信號FIELD、幀同步信號VS和行同步信號HS，并按照數字視頻DA編碼芯片的要求格式產生DA視頻數據和DA時鐘信號，發送給字符疊加模塊，供字符疊加模塊使用；

所述CameraLink轉DA模塊用于接收CameraLink接口電路發送的80位LVTTL視頻數據信號和XPCLK時鐘信號，并將其轉化為PAL制視頻數據流，并按照DA編碼芯片的要求輸出，發送給字符疊加模塊，供字符疊加模塊使用；

所述字符疊加模塊：接收DA視頻數據、DA時鐘信號對其視頻數據流進行字符疊加，輸出為帶有字符的DA視頻數據和DA時鐘信號；該輸出信號分兩路輸出，一路輸出給視頻DA轉換模塊，一路輸出給SDI編碼模塊；接收PAL制視頻流，進行字符疊加，輸出為帶有字符的DA視頻數據和DA時鐘信號；該輸出信號分兩路輸出，一路輸出給視頻DA轉換模塊，一路輸出給SDI編碼模塊；

所述CameraLink解碼模塊接收CameraLink接口電路發送的80位LVTTL視頻數據信號和XPCLK時鐘信號，后轉換為80位的LVTTL視頻數據信號、XPCLK時鐘信號、FVAL幀信號、LVAL行信號，輸出給80位數據模塊；

所述80位數據模塊接收80位的LVTTL視頻數據信號、XPCLK時鐘信號、FVAL幀信號和LVAL行信號，后轉換為80位LVTTL視頻數據信號、XPCLK時鐘信號、FVAL幀信號、LVAL行信號、14位輸出使能信號和14位控制方向信號，輸出給輸出數據驅動模塊；

所述最大值最小值均值模塊接收CameraLink接口電路發送的80位LVTTL視頻數據信號和XPCLK時鐘信號，實時計算出整幅圖像像素的最大值、最小值和平均值，并輸出最大值、最小值和平均值給RS485收發轉換模塊；

所述RS485收發轉換模塊接收最大值、最小值、平均值數據，按照RS485要求轉換為串行的TTL信號并輸出給串口驅動電路模塊；

所述配置模塊通過I2C總線配置ADV7183的解碼數據。