[發(fā)明專利]一種基于FPGA光纖視頻處理方法

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• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN112055215A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張碧超;靳宇鵬;閔博博;李強(qiáng);李駿
• 申請（專利權(quán)）人: 恒宇信通航空裝備（北京）股份有限公司
• 主分類號: H04N19/20
• 分類號: H04N19/20;H04N19/44;H04B10/2575;H04L12/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于：包括電源電路、時鐘復(fù)位電路、視頻處理FPGA、DVI編碼、DVI解碼、RS232接口、DDR存儲器及FLASH存儲器，工作過程如下：

（1）當(dāng)ARINC818子卡上電后，電源電路實(shí)現(xiàn)完成+5VDC到板內(nèi)各器件所需的二次電源的轉(zhuǎn)換；

（2）時鐘復(fù)位電路產(chǎn)生FPGA邏輯所需的各種時鐘、復(fù)位信號的功能；

（3）視頻處理電路從配置FLASH中獲取配置文件，配置成功后，視頻處理電路完成ARINC818視頻信號的解析處理，生成RGB信號輸出至DVI編碼電路進(jìn)行DVI編碼，編碼完成后經(jīng)由連接器送至載板；同時對DVI解碼電路輸出的RGB視頻信號進(jìn)行解析處理，并進(jìn)行ARINC818編碼，并經(jīng)過高速GTP接口輸出，經(jīng)由連接器送至載板；

（4）FPGA完成BIT信息搜集整理，BIT信息收集主要用于完成光纖狀態(tài)信息、DDR狀態(tài)信息、DVI狀態(tài)等信息的收集，BIT信息會經(jīng)過RS232接口送至載板。

2.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于，所述DVI編碼電路的核心為DVI編碼芯片，型號采用GM7510，GM7510芯片它是一款低抖動、低噪音、擁有高速數(shù)字接口的芯片，GM7510可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻4.95Gbps帶寬，并且可以支持通用圖像控制接口的功能，用此款芯片實(shí)現(xiàn)對FPGA的RGB信號的編碼輸出。

3.如權(quán)利要求2所述的基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于，所述DVI解碼電路的核心為DVI解碼芯片，其型號采用GM7501， GM7501芯片是一款性價(jià)比很高的芯片，可以將模擬差分TMDS輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出，這款芯片使用簡單，易于操作，且擁有低噪音、低抖動等優(yōu)勢，所以采用GM7501實(shí)現(xiàn)對FPGA的RGB信號進(jìn)行編碼輸入。

4.如權(quán)利要求3所述的基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于，所述Flash電路的核心為Flash芯片，用于存儲FPGA的配置文件，此型號的芯片擁有128Mbit的存儲大小，閃存IC是非易失性RAM，必須按塊寫入或擦除，它有限定的寫入周期的次數(shù)，適用于不經(jīng)常更改的程序存儲。

5.如權(quán)利要求4所述的基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于，所述DDR電路的核心為DDR3芯片，其廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，DDR3型號采用國產(chǎn)芯片紫光國芯的SCB15H2G160AF-13KI，用于緩存視頻信號，一般情況下，DDR的數(shù)據(jù)線都是一驅(qū)一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，DDR3內(nèi)部有ODT做匹配，所以不需要拉到VTT做匹配即可得到較好的信號質(zhì)量，這款芯片的存儲容量可達(dá)2GB，速度可達(dá)1600-111111，工作溫度在-40℃~95℃， 抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高，易于操作，故采用此型號的芯片用于緩存視頻信號。

6.如權(quán)利要求5所述的基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于，所述時鐘復(fù)位電路使用看門狗芯片實(shí)現(xiàn)上電200ms的復(fù)位延遲，保證FPGA工作處于穩(wěn)定的狀態(tài)；使用晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)DDR3工作所需的200MHz差分時鐘和ARINC818輸出所需的212.5MHz的時鐘；即時鐘復(fù)位電路產(chǎn)生FPGA邏輯所需的各種時鐘、復(fù)位信號的功能。

7.如權(quán)利要求6所述的基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于，所述RS232電路核心芯片為SM3232，實(shí)現(xiàn)FPGA和主控模塊的通信，將FPGA的BIT信息上報(bào)給主控模塊，SM3232是RS232信號收發(fā)器，其內(nèi)部集成了一個雙路電荷利用雙電荷泵、兩個發(fā)送器和兩個接收器，并且提供1uA關(guān)斷模式，有效的降低了功效，延遲了便攜式產(chǎn)品的電池使用壽命，其在應(yīng)用時只需外接上四個0.1uF電荷泵電容，最大傳輸速率可達(dá)120Kpbs，即使工作在高數(shù)據(jù)速率下，SM3232仍能保持RS232標(biāo)準(zhǔn)要求的正負(fù)5.0V最小發(fā)送器輸出電壓。

8.如權(quán)利要求7所述的基于FPGA光纖視頻處理方法，其特征在于，所述電源通過唯一的連接器輸入供電，輸入電壓5VDC，輸入紋波不超過250mVp-p，電壓范圍4.75～5.25V，DC/DC電源模塊選用微封裝結(jié)構(gòu)電源模塊，型號為SM4628MPY，高速收發(fā)器SERDES模塊對電源質(zhì)量有比較嚴(yán)格的要求，對于該模塊的供電，采用LDO電源供電，型號為SM74401RGW，當(dāng)ARINC818子卡上電后，電源電路實(shí)現(xiàn)完成+5VDC到板內(nèi)各器件所需的二次電源的轉(zhuǎn)換。