一种高清多媒体接口输入输出的实现方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高清多媒体接口输入输出的实现方法，该方法包括，运行于可编程逻辑阵列FPGA的可编程逻辑PL中的业务逻辑，通过总线协议向运行于FPGA的处理系统PS中带有操作系统的非裸机程序，获取高清多媒体接口HDMI的输入和输出配置参数，并配置给用于实现HDMI的输入输出功能IP软核HDMI‑IP，按照所述业务逻辑，运行所述HDMI‑IP软核，将输入信号处理为所需的输出信号。本发明专利技术使得FPGA中的HDMI‑IP软核和业务逻辑能够如同系统所支持的业务应用开发一样灵活配置和部署，从而将高清多媒体接口输入输出以业务的角度来实现，提高了所实现的高清多媒体接口功能的可兼容性和可扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种高清多媒体接口输入输出的实现方法以及装置
本专利技术涉及高清视频信号输入输出领域，特别地，涉及一种高清多媒体接口(HDMI)输入输出的实现方法。
技术介绍
高清多媒体接口(HighDefinitionMultimediaInterface)，是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。现有的HDMI输入输出技术，一种较为典型的方案是基于可编程逻辑阵列(FPGA)方案。参见图1所示，图1为现有技术中基于FPGA实现高清多媒体接口的一种架构示意图。从功能角度而言，FPGA包括处理系统(PS，ProcessingSystem)和可编程逻辑PL(ProgrammableLogic)，其中，在PL部分部署了众多子逻辑阵列用于实现HDMI的输入输出功能IP软核集合，又称为HDMI-IP软核集合，在处理系统中运行有不带操作系统的原始裸机程序(standalone)。这些HDMI-IP软核在裸机程序的控制下运行，实现HDMI信号的输入信号解析识别、输出信号编码合成等功能，是一种FPGA-IP软核+裸机程序架构，输入信号通过HDMI-IP软核集合中的多个软核的协作处理后输出。它避免了传统的基于AD&DA芯片模式过分依赖特定AD&DA芯片的缺陷，例如，由于AD&DA芯片的性能局限，对于高清分辨率的视频兼容不足，且一旦电路设计固化，对应的视频处理特性和性能随之固化，不利于同一产品平台的功能升级和替换。现有的FPGA-IP软核+裸机程序架构过分依赖FPGA内部逻辑，外部配置依赖性能特性单一的裸机程序，缺乏完善的检测、管理和调试等功能，且不利于与顶层应用业务逻辑进行集成，导致基于FPGA的HDMI-IP软核的HDMI视频方案的存在开发迭代速度慢、开发周期长等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高清多媒体接口(HDMI)输入输出的实现方法，以便于HDMI-IP软核的部署。本专利技术提供的一种高清多媒体接口输入输出的实现方法，该方法包括，运行于可编程逻辑阵列FPGA的可编程逻辑PL中的业务逻辑，通过总线协议向运行于FPGA的处理系统PS中带有操作系统的非裸机程序，获取高清多媒体接口HDMI的输入和输出配置参数，并配置给用于实现HDMI的输入输出功能IP软核HDMI-IP，按照所述业务逻辑，运行所述HDMI-IP软核，将输入信号处理为所需的输出信号。较佳地，所述非裸机程序包括，安装于操作系统中的驱动程序和业务应用程序，所述驱动程序向业务应用程序提供业务功能接口，通过总线协议访问IP软核；其中，驱动程序包括以下功能程序：对全局资源以及HDMI-IP软核进行初始化配置、并进入业务逻辑处理流程的主体程序，用于PS通过总线协议访问PL的总线交互程序，和用于实现为业务应用程序提供HDMI功能接口的应用功能和接口程序；所述HDMI-IP软核包括至少一个以上用于将m路输入信号处理为n路输出信号的HDMI-IP软核，其中，m、n为自然数。较佳地，所述操作系统为Linux系统，所述总线协议为高级可扩展接口AXI总线协议，所述总线交互程序为AXI交互程序，所述驱动程序通过总线协议访问IP软核包括，AXI交互程序通过AXI总线与PL中的任一IP软核进行数据的读写时，AXI交互程序将在PL中用于AXI总线的访问的寄存器映射到PS中的预留内存空间，并封装用于AXI区间内存读写的读写访问接口；其中，预留内存空间包括用于AXI交互的AXI区间内存；读写操作时，AXI读写接口申请AXI区间内存映射，按照配置的数据包结构在AXI区间内存进行读写操作；所述数据包结构包括，类型代码，数据内容，数据内容CRC校验，数据包结束代码。较佳地，所述HDMI-IP软核包括，用于处理输入信号的HDMI-IP软核和用于处理输出信号的HDMI-IP软核；所述运行于可编程逻辑阵列FPGA的可编程逻辑PL中的业务逻辑，通过总线协议向运行于FPGA的处理系统PS中带有操作系统的非裸机程序，获取高清多媒体接口HDMI的输入和输出配置参数，并配置给用于实现HDMI的输入输出功能IP软核HDMI-IP，包括，所述主体程序配置全局资源，对驱动程序中的各个功能程序以及用于实现业务应用的各个HDMI-IP软核进行初始化之后，启用业务逻辑，业务逻辑通过AXI交互程序获取用于处理输入信号的配置参数和用于处理输出信号的配置参数，并分别配置给用于处理输入信号的HDMI-IP软核和用于处理输出信号的HDMI-IP软核；按照业务逻辑，运行所述用于处理输入信号的HDMI-IP软核，对输入信号进行处理，运行所述用于处理输出信号的HDMI-IP软核，对输出信号进行处理。较佳地，所述驱动程序还包括，用于接收并处理HDMI-IP软核上报的中断信息的中断处理程序，所述中断处理程序包括用于中断上报的Linux底层驱动进程，以及为各个中断提供回调函数以进行分支处理的Linux应用层进程。较佳地，该方法进一步包括，所述HDMI-IP软核运行过程中发生中断时，向中断处理程序中的Linux底层驱动进程上报中断信息，所述Linux底层驱动进程接收来自HDMI-IP软核中断信息，或者，对PL进行中断检测；对所获取到的HDMI-IP软核中断信息进行中断计数，并更新中断标志记录；判断是否有来自Linux应用层进程的中断查询，如果有，则向Linux应用层进程上报各个中断信息，并更新中断记录；将已上报的中断计数清除，并清除中断标志，直至中断记录所记录的中断均已向Linux应用层进程上报；所述Linux应用层进程向Linux底层驱动进程查询中断信息，根据查询到的中断信息、以及AXI读写接口确定对应的回调函数，调用对应的回调函数进行中断处理，其中，回调函数以注册方式对回调函数的接口、和/或参数进行定义，所述回调函数包括至少一个以上处理函数，所述处理函数从回调函数的注册中获得。较佳地，所述驱动程序还包括，用于对所有驱动程序和/或各个HDMI-IP软核的运行状态进行监控和记录的调试和监视程序，该方法进一步包括，在调试阶段，所述调试和监视程序对对HDMI进行调试控制，并记录至少以下信息之一：各个HDMI-IP软核的状态、驱动程序的运行状态、系统状态、时间戳信息、历史信息，在正常工作状态下，所述调试和监视程序监控和记录至少以下信息之一：各个HDMI-IP软核的当前状态、驱动程序的当前运行状态、系统状态、时间戳信息、历史信息。较佳地，所述驱动程序还包括，用于与用户操作控制台进行命令交互的控制台交互程序，该控制台交互程序包括，打印重定向功能、交互控制接口功能、用于与控制台进行交互的交互工具功能之一或其任意组合；所述应用功能和接口程序包括至少以下之一功能控件：用于HDMI接口接收通路选择的第一功能控件，用于获取HDMI接口接收数据格式的第二功能控件，用于获取HDMI接口接收数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高清多媒体接口输入输出的实现方法，其特征在于，该方法包括，/n运行于可编程逻辑阵列FPGA的可编程逻辑PL中的业务逻辑，通过总线协议向运行于FPGA的处理系统PS中带有操作系统的非裸机程序，获取高清多媒体接口HDMI的输入和输出配置参数，并配置给用于实现HDMI的输入输出功能IP软核HDMI-IP，/n按照所述业务逻辑，运行所述HDMI-IP软核，将输入信号处理为所需的输出信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种高清多媒体接口输入输出的实现方法，其特征在于，该方法包括，
运行于可编程逻辑阵列FPGA的可编程逻辑PL中的业务逻辑，通过总线协议向运行于FPGA的处理系统PS中带有操作系统的非裸机程序，获取高清多媒体接口HDMI的输入和输出配置参数，并配置给用于实现HDMI的输入输出功能IP软核HDMI-IP，
按照所述业务逻辑，运行所述HDMI-IP软核，将输入信号处理为所需的输出信号。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非裸机程序包括，安装于操作系统中的驱动程序和业务应用程序，所述驱动程序向业务应用程序提供业务功能接口，通过总线协议访问HDMI-IP软核；
其中，
驱动程序包括以下功能程序：对全局资源以及HDMI-IP软核进行初始化配置、并进入业务逻辑处理流程的主体程序，用于PS通过总线协议访问PL的总线交互程序，和用于实现为业务应用程序提供HDMI功能接口的应用功能和接口程序；
所述HDMI-IP软核包括，至少一个以上用于将m路输入信号处理为n路输出信号的HDMI-IP软核，其中，m、n为自然数。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作系统为Linux系统，所述总线协议为高级可扩展接口AXI总线协议，所述总线交互程序为AXI交互程序，
所述驱动程序通过总线协议访问IP软核包括，
AXI交互程序通过AXI总线与PL中的任一IP软核进行数据的读写时，AXI交互程序将在PL中用于AXI总线的访问的寄存器映射到PS中的预留内存空间，并封装用于AXI区间内存读写的读写访问接口；其中，预留内存空间包括用于AXI交互的AXI区间内存；
读写操作时，AXI读写接口申请AXI区间内存映射，按照配置的数据包结构在AXI区间内存进行读写操作；
所述数据包结构包括，类型代码，数据内容，数据内容CRC校验，以及数据包结束代码。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述HDMI-IP软核包括，用于处理输入信号的HDMI-IP软核，和，用于处理输出信号的HDMI-IP软核；
所述运行于可编程逻辑阵列FPGA的可编程逻辑PL中的业务逻辑，通过总线协议向运行于FPGA的处理系统PS中带有操作系统的非裸机程序，获取高清多媒体接口HDMI的输入和输出配置参数，并配置给用于实现HDMI的输入输出功能IP软核HDMI-IP，包括，
所述主体程序配置全局资源，对驱动程序中的各个功能程序以及用于实现业务应用的各个HDMI-IP软核进行初始化之后，启用业务逻辑，
业务逻辑通过AXI交互程序获取用于处理输入信号的配置参数和用于处理输出信号的配置参数，并分别配置给用于处理输入信号的HDMI-IP软核和用于处理输出信号的HDMI-IP软核；
按照业务逻辑，运行所述用于处理输入信号的HDMI-IP软核，对输入信号进行处理，运行所述用于处理输出信号的HDMI-IP软核，对输出信号进行处理。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述驱动程序还包括，用于接收并处理HDMI-IP软核上报的中断信息的中断处理程序，所述中断处理程序包括用于中断上报的Linux底层驱动进程，以及为各个中断提供回调函数以进行分支处理的Linux应用层进程。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦坤，王成，杜皓，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33