[发明专利]基于FPGA芯片的控制装置及电子设备

说明书

本发明公开了一种基于FPGA芯片的控制装置及电子设备，所述控制装置包括：FPGA芯片、DDR存储器、Flash存储器、PCIe接口和HDMI接口；所述FPGA芯片为所述控制装置的中央处理器，所述FPGA芯片包括多对差分高速串行通信链路，并且通过所述差分高速串行通信链路分别与DDR存储器、Flash存储器、PCIe接口和HDMI接口连接；所述DDR存储器用于缓存所述控制装置的数据；所述Flash存储器用于存储所述FPGA芯片的配置文件；所述PCIe接口用于提供所述控制装置与外部的上位机之间的数据传输；所述HDMI接口用于输入/输出视频数据。该方案旨在提高视频处理能力，丰富视频处理控制的功能，并且提高控制装置的可扩展性以及增加控制装置的应用范围。

技术领域

本发明涉及船舶自动化控制技术领域，具体涉及一种基于FPGA芯片的控制装置及电子设备。

背景技术

随着工业控制领域的发展，其应用越来越广泛，控制系统也越来越复杂，对控制精度、响应速度等的要求也在逐步的提高。对控制装置的要求主要表现为需要更多的数据采集通道、更高的采样精度、更快的运算速度和更丰富的通信接口等。

现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA芯片)作为专用集成电路(ASIC，Application-Specific Integrated Circuit)领域中的一种半定制电路芯片，有着丰富的片上资源可供开发，设计方式灵活方便，既解决了定制电路无法升级的不足，又克服了传统可编程器件门电路数有限的缺点。随着视频应用的兴起，对视频图像信号的采集、传输、处理等提出了更高的要求，这也促成了FPGA芯片在视频处理控制装置的领域扮演着越来越重要的角色，相应的视频应用和服务可借助FPGA芯片提供的支持可以显著提升运算速度和效率。于是在船舶自动化控制领域也有着广泛的应用。

有鉴于此，如何实现在保证常规船舶工业自动控制功能的同时，能够丰富视频处理控制功能以及提高控制系统的可扩展性成为了相关研究者的重要研究项目。

发明内容

本发明的目的在于，本发明实施例提供一种基于FPGA芯片的控制装置及电子设备，旨在提高视频处理能力，丰富视频处理控制的功能，并且提高控制装置的可扩展性以及增加控制装置的应用范围。

根据本发明的第一方面，本发明一实施例提供了一种基于FPGA芯片的控制装置，所述控制装置包括：FPGA芯片、DDR存储器、Flash存储器、PCIe接口和HDMI接口；所述FPGA芯片为所述控制装置的中央处理器，所述FPGA芯片包括多对差分高速串行通信链路，并且通过所述差分高速串行通信链路分别与DDR存储器、Flash存储器、PCIe接口和HDMI接口连接；所述DDR存储器用于缓存所述控制装置的数据；所述Flash存储器用于存储所述FPGA芯片的配置文件；所述PCIe接口用于提供所述控制装置与外部的上位机之间的数据传输；所述HDMI接口用于输入/输出视频数据。

可选地，在一些实施例中，所述FPGA芯片包括DDR控制器，所述DDR控制器通过DDR物理接口与所述DDR存储器连接。

可选地，在一些实施例中，所述DDR存储器为采用DDR3协议的存储器。

可选地，在一些实施例中，所述FPGA芯片包括Flash控制器，所述Flash控制器采用SPI协议与所述Flash存储器连接。

可选地，在一些实施例中，所述FPGA芯片包括PCIe控制器；所述PCIe控制器通过SERDES物理接口与所述PCIe接口相连。

可选地，在一些实施例中，所述FPGA芯片包括HDMI控制器，所述HDMI控制器通过多路选择器与所述HDMI接口连接。

可选地，在一些实施例中，所述多路选择器与所述HDMI接口直连，或所述多路选择器通过HDMI收发器与所述HDMI接口连接。