[实用新型]一种基于FPGA的3×3高清视频矩阵切换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路领域，尤其是一种基于FPGA的3×3高清视频矩阵切换装置。

背景技术

目前市场上对于多路视频显示需求在增大，可能是一个视频源对应多个显示设备，也可能是多个视频源对多个显示设备，输入输出之间可以进行相互切换；同时目前市面上满足切换同时满足IP传输的很少，因此这就提出了视频矩阵切换的需求。

现在的视频传输逐步向高清发展，HDMI接口已逐渐成为高清视频传输的标准接口。HDMI是一种数字化视频/音频接口技术，可同时传输视频及音频信号，最高数据传输速度为5Gbps，同时无需在信号传输前后进行模/数及数/模转换。此外，HDMI可进行高宽带数码内容保护（HDCP），防止视频内容被非法复制。

目前，HDMI的最大传输距离约为15米左右，要实现更远距离的视频传输，必须对高清视频/音频数据进行转换、压缩，使之符合IP包传输各式，从而通过以太网络进行传输。现有技术的主要缺点在于：

1、支持矩阵切换的设备，不支持IP传输或者编解码处理；

2、市场上大多设备是具有固定模式电路，不能灵活切换；不能多路同时显示或者不能支持多路同时输入。

3、目前基于FPGA的视频切换会出现图像质量问题，在处理1080P等高清图像的时候效果不好。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：提供一种实现灵活切换并同时具有IP传输功能的基于FPGA的3×3高清视频矩阵切换装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于FPGA的3×3高清视频矩阵切换装置，包括有输入接口芯片、HDMI接收芯片、输出接口芯片、HDMI发射芯片、FPGA矩阵切换电路和中央处理模块，所述输入接口芯片的输出端通过HDMI接收芯片连接至FPGA矩阵切换电路的输入端，所述FPGA矩阵切换电路的输出端通过HDMI发射芯片连接至输出接口芯片的输入端，所述FPGA矩阵切换电路与中央处理模块连接，所述FPGA矩阵切换电路的输入端为3路HDMI数据输入端，所述FPGA矩阵切换电路的输出端为3路HDMI数据输出端，所述中央处理模块还分别连接有IP网络通信模块、IP网络控制模块、Flash模块、内存模块、电源模块、时钟模块、系统复位模块和AMC管理单元。

进一步，所述FPGA矩阵切换电路包括有矩阵控制电路和HDMI 3×3矩阵切换电路，所述HDMI 3×3矩阵切换电路的输入端与HDMI接收芯片的输出端连接，所述HDMI 3×3矩阵切换电路的输出端与HDMI发射芯片的输入端连接，所述HDMI 3×3矩阵切换电路的控制端与矩阵控制电路的第一控制端连接，所述矩阵控制电路与中央处理模块连接。

进一步，所述FPGA矩阵切换电路还包括有3输入2输出矩阵切换电路和2输入3输出矩阵切换电路，所述HDMI接收芯片的输出端与3输入2输出矩阵切换电路的输入端连接，所述3输入2输出矩阵切换电路的输出端连接至中央处理模块的HDMI信号输入端，所述中央处理模块的HDMI信号输出端连接至2输入3输出矩阵切换电路的输入端，所述2输入3输出矩阵切换电路的输出端与HDMI发射芯片的输入端连接，所述矩阵控制电路的第二控制端与3输入2输出矩阵切换电路的控制端连接，所述矩阵控制电路的第三控制端与2输入3输出矩阵切换电路的控制端连接。

进一步，所述FPGA矩阵切换电路采用的FPGA型号为XC6SLX150。

进一步，所述中央处理模块采用TMS320DM8168视频处理器。

进一步，所述IP网络通信模块和IP网络控制模块均采用88E6095交换芯片，所述IP网络通信模块连接至中央处理模块上的第一GMII接口，所述IP网络控制模块连接至中央处理模块上的第二GMII接口。

进一步，所述IP网络通信模块和IP网络控制模块均设置有用于与背板连接器连接的RJ45接口。

进一步，所述系统复位模块包括有上电复位子模块、手动复位子模块和看门狗复位子模块。

进一步，所述HDMI接收芯片采用ADV7611 HDMI接收器。

进一步，所述HDMI发射芯片采用ADV7511 HDMI发射器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过FPGA完成3×3 HDMI信号的直接切换，不仅避免HDMI信号经过两次色彩空间转换后影响图像质量，同时减小中央控制模块的工作量；而在需要中央控制模块处理时，利用矩阵切换控制电路完成信号的传输；同时还完成了通过IP实现与远端设备的音视频数据交互。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构框图；