本发明专利技术公开了一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置，包含DDR SDRAM控制逻辑模块、视频/图像压缩编码模块、SDI速率模式选择模块、NRZI编码插入模块、CRC编码插入模块、数据子帧生成控制逻辑模块、SDI编码模块，多路缓存在DDR SDRAM中的原始视频/图像数据会经过压缩编码器编码，SDI速率模式选择模块决定了SDI的传输速率及误码校验方式，数据子帧生成控制逻辑负责子帧数据的打包，之后经过SDI编码、并串转换等流程信号经过SERDES通道输出给SDI驱动器。本发明专利技术通过一种带子帧数据信息帧的数据子帧，实现多路的图像/视频编码数据传输，自动对多路图像/视频编号发送，并自动在接收端接收管理数据。
【技术实现步骤摘要】
利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置
本专利技术涉及图像处理系统的一部分，特别涉及一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置。
技术介绍
随着电子技术的进步及高清显示的需求，图像/视频的数据量越来越大，即使经过压缩编码，数据量仍然惊人，使得高清图像/视频的海量数据传输成为图像处理系统中亟待解决的瓶颈之一。在很多应用场合中，压缩编码数据不能在本地系统存储，需要传输到一定距离之外的系统处理或存储，而且要求实时性高、可靠性好、误码率低。这种情况下，工程师不得不舍弃PCI-E，SATA，RapidI/O等高速率、高可靠性、但传输距离0-2米的内总线，转而寻找可替代的远距离通信传输总线。在航空电子系统中现有的远距离通信传输协议总线主要有1394总线、FC总线、GigabEthernet。1394总线成熟度高，常用的最高传输速率为800Mbps，从使用来分析，1394总线在数据传输时要增加许多协议附加信息，考虑总线运行负荷和应用软件执行效率，实际只能传输30％的数据量，即240Mbps的数据量。FC总线技术成熟度高，目前在使用的最高传输速率达到2Gbps，但FC总线协议复杂，设计成本高，且在使用过程中质量成本比较高。GigabEthernet最高传输率达到1Gbps，理论上满足使用要求，但是由于协议有附加信息开销，考虑总线运行负载，只能传输60-80％的数据量，即600Mbps—800Mbps。SDI(SerialDigitalInput，串行数字接口)是ITU-RBT.656委员会及SMPTE(动图像和电视工程师协会)共同推出的视频数据串行链路传输标准，通过75欧姆同轴电缆来传输未经压缩的数字视频。经过十几年的发展，SDI现在已经有SMPTE-259M(SD-SDI，270Mbps)、SMPTE-259M(HD-SDI，1.485Gbps)、SMPTE-424M(3G-SDI，2.97Gbps)等标准。目前，SDI接口采用BNC接口进行视频线输出或者直接使用光纤接口传输数据。
技术实现思路
为了解决图像处理系统中大分辨率静态图像无损压缩编码后的海量数据需要长距离实时传输的问题，而现有的1394总线、FC总线、GigabEthernet等数据传输总线在数据吞吐量、协议复杂度、设计成本上存在种种不足之处，本专利技术的专利技术目的在于提供一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置，通过一种带子帧数据信息帧的数据子帧，实现多路的图像/视频编码数据传输，自动对多路图像/视频编号发送，并自动在接收端接收管理数据。本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置，包含DDRSDRAM控制逻辑模块、视频/图像压缩编码模块、SDI速率模式选择模块、NRZI编码插入模块、CRC编码插入模块、数据子帧生成控制逻辑模块、SDI编码模块：所述DDRSDRAM控制逻辑模块用于实现对DDRSDRAM的逻辑控制，实现系统高速原始图像/视频数据的缓存；所述视频/图像压缩编码模块用于对DDRSDRAM中缓存的多路原始视频/图像数据进行压缩、编码；所述SDI速率模式选择模块用于根据对输入数据的解串后的时钟判断SDI的传输速率，并选择相应的误码校验方式，SDI采用NRZ-NRZI编码方式，HD-SDI和3G-SDI采用CRC编码方式；所述NRZI编码插入模块、CRC编码插入模块根据SDI速率模式选择模块选择的误码校验方式进行NRZ-NRZI编码、CRC编码；所述数据子帧生成控制逻辑模块用于将多路视频的压缩编码数据拆分为多个固定长度的数据片，再加上子帧数据信息帧和校验码组成数据子帧，在不同的时间片上分发传输数据子帧；所述SDI编码模块根据SDI速率模式选择模块确定的传输速率以及数据子帧生成控制逻辑模块生成的数据子帧进行SDI编码。优选地，所述子帧数据信息帧为32字节，包括：一个2字节的子帧数据信息帧头，用于识别子帧数据信息帧；一个2字节的速率模式，用于标记当前通道工作速率；一个4字节的视频通路编号，用于识别编码数据属于不同的原始视频通道；一个4字节的格式信息，用于识别编码数据所采用的压缩编码方式；一个4字节的子帧序号，用于识别子帧数据帧的序列号；一个4字节的首尾帧标记，用于识别一个压缩编码数据包的起始子帧数据和结尾子帧数据；一个4字节的码流大小信息，用于识别压缩编码数据包至当前帧为止所传输的数据包大小；最后4字节为保留字节，以备将来所用。优选地，所述数据子帧生成控制逻辑模块采用时分复用方式传输数据子帧，通过为每路压缩编码后的数据设置一个缓存区，并设置缓存区数据占用状态标志位，数据子帧生成控制逻辑模块在各个缓存区状态标志位间轮询，当查询到当前缓存区的数据可以满足一次性读出并组成一个完整子帧数据时立即读出，否则，转到下一个缓存区状态标志位的查询。本专利技术能通过一根75欧姆的同轴电缆进行多路图像/视频编码数据传输，同时可以支持3种主流SDI传输速率：SD-SDI(270Mbps)，HD-SDI1.485Gbps以及3G-SDI(2.97Gbps)，实现3速率SDI通道的发送和接收，具备发送端动态选择速率和接收端自动识别速率的能力。本专利技术适用于航空航天、安防监控等领域需要对压缩数据进行远距离高速传输的场合，其链路层和物理层的实现都较为简单，未来还可以向传输速率更高的UHD-SDI(6Gbps)或SHD-SDI(12Gbps)方向扩展，随着光传输设备的出现，更远距离的传输可以使用光纤实现，并可以用于其他非图像/视频编码数据的高速海量数据传输，具有广阔的市场前景和显著的经济效益。本专利技术主要能实现如下目的：(1).独立于图像/视频编码数据，即其只区分图像/视频编码数据的通道序号，独立于图像/视频编码数据所采用的编码标准。(2).实现飞机对航空电子系统减重的要求，降低布线复杂度，提高可靠性。(3).具有一定的误码校验能力，使得系统的误码率处于较低的水平。(4).具有一定的速率动态选择能力，针对不同的系统要求工作于相应的速率模式。附图说明图1为本专利技术一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置的硬件结构示意图；图2为本专利技术一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置的软件结构示意图；图3为本专利技术中子帧数据及子帧数据信息帧结构示意图；图4为本专利技术中数据子帧生成控制逻辑模块时分复用传输模式流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术的设计主要由FPGA实现，外围电路有相关的SDI均衡驱动器件，具有设计灵活、性能稳定、成本低廉等特点，其主要由原始视频输入接口、自适应驱动器LMH0302、SDI均衡器LMH0344、带内嵌SERDES模块的Xilinx的XC7K410T型号FPGA和外围配置电路组成，如图1所示。LMH0302支持SD-SDI，HD-SDI，3G-SDI的自适应电缆驱动。它能够实现以多种速率模式向75欧姆同轴电缆发送数据。LMH0302可以工作在125Mbps—2.97Gbps这样一个宽速率范围，并且支持SMPTE259M，SMPTE292M，SMPTE344M和SMPTE424M等多个标准。可以选择输出符合传输速率、电压摆幅、电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置，包含DDR SDRAM控制逻辑模块、视频/图像压缩编码模块、SDI速率模式选择模块、NRZI编码插入模块、CRC编码插入模块、数据子帧生成控制逻辑模块、SDI编码模块，其特征在于：所述DDR SDRAM控制逻辑模块用于实现对DDR SDRAM的逻辑控制，实现系统高速原始图像/视频数据的缓存；所述视频/图像压缩编码模块用于对DDR SDRAM中缓存的多路原始视频/图像数据进行压缩、编码；所述SDI速率模式选择模块用于根据对输入数据的解串后的时钟判断SDI的传输速率，并选择相应的误码校验方式，SDI采用NRZ‑NRZI编码方式，HD‑SDI和3G‑SDI采用CRC编码方式；所述NRZI编码插入模块、CRC编码插入模块根据SDI速率模式选择模块选择的误码校验方式进行NRZ‑NRZI编码、CRC编码；所述数据子帧生成控制逻辑模块用于将多路视频的压缩编码数据拆分为多个固定长度的数据片，再加上子帧数据信息帧和校验码组成数据子帧，在不同的时间片上分发传输数据子帧；所述SDI编码模块根据SDI速率模式选择模块确定的传输速率以及数据子帧生成控制逻辑模块生成的子帧数据进行SDI编码。...
【技术特征摘要】
1.一种利用单SDI通道实现多路图像/视频编码数据传输的装置，包含DDRSDRAM控制逻辑模块、视频/图像压缩编码模块、SDI速率模式选择模块、NRZI编码插入模块、CRC编码插入模块、数据子帧生成控制逻辑模块、SDI编码模块，其特征在于：所述DDRSDRAM控制逻辑模块用于实现对DDRSDRAM的逻辑控制，实现系统高速原始图像/视频数据的缓存；所述视频/图像压缩编码模块用于对DDRSDRAM中缓存的多路原始视频/图像数据进行压缩、编码，并传输给数据子帧生成控制逻辑模块；所述SDI速率模式选择模块用于根据对输入数据的解串后的时钟判断SDI的传输速率，并选择相应的误码校验方式，SDI采用NRZ-NRZI编码方式，HD-SDI和3G-SDI采用CRC编码方式；所述NRZI编码插入模块、CRC编码插入模块根据SDI速率模式选择模块选择的误码校验方式进行NRZ-NRZI编码、CRC编码；所述数据子帧生成控制逻辑模块用于将多路视频的压缩编码数据拆分为多个固定长度的数据片，再加上子帧数据信息帧和校验码组成数据子帧；其中，子帧数据信息帧包含速率模式，所述传输速率由SDI速率模式选择模块提供，所述校验码由NRZI编码插入模块或CR...
【专利技术属性】
技术研发人员：王大伟，于乐，张堃，李超然，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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