基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备制造技术

本实用新型专利技术公开了基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备，包括HDMI分配器、HDMI接收器和STM32F107VT6单片机，所述HDMI分配器与HDMI接口相接，并输出HDMI信号至HDMI接收器，HDMI接收器输出HDMI信号至FPGA。本基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备，基于FPGA和1.4标准HDMI光纤通信系统有效了传统HDMI信号铜缆远距离传输的问题，提高了视频传输速率和视频分辨率，并且发送器和接收器分别独立可以灵活配套使用。高清视频远距离传输已经成为未来发展的一个趋势，该系统方案的应用前景广泛。该系统方案的应用前景广泛。该系统方案的应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备


[0001]本技术涉及光发送设备
，具体为基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备。

技术介绍

[0002]随着信息技术传输速度日益更新，光纤技术得到广泛应用。在轨道交通系统中，光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。在轨道交通系统的站厅站台LCD屏实时播放所使用的光纤通信装置主要由播控、光电接收设备和光缆(光纤)组成。
[0003]基于FPGA与1.4标准HDMI的铜缆传输受限于远距离传输，而超高速光纤通信多采用专用的ASIC芯片并支持更远距离且传输损耗低传输频带宽等特点，同时各FPGA厂商也相继推出了40Gbps、4x10Gbps、100Gbps、10x10Gbps等FPGA芯片，使基于FPGA超高速光纤通信的实现成为可能。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备，具有基于FPGA和1.4标准HDMI光纤通信系统有效地解决了传统HDMI信号铜缆远距离传输的问题，提高了视频传输速率和视频分辨率，并且发送器和接收器分别独立可以灵活配套使用。高清视频远距离传输已经成为未来发展的一个趋势，该系统方案的应用前景广泛，解决了现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备，包括HDMI分配器、HDMI接收器和STM32F107VT6单片机，所述HDMI分配器与HDMI接口相接，并输出HDMI信号至HDMI接收器，HDMI接收器输出HDMI信号至FPGA，FPGA接收SI5338C频率发生器的时钟信号以及两路光电接口；
[0006]所述SI5338C频率发生器、HDMI分配器和HDMI接收器并联接在STM32F107VT6单片机上，并且STM32F107VT6单片机接收FPGA的SPI信号，通过I/O接闪存至FPGA，且STM32F107VT6单片机分别接网口、串口、USB口和LED；
[0007]所述FPGA内置音视频复用控制器、数据输入模块和8b/10b数据转换模块，音视频复用控制器的输入端接数据输入模块和MCU控制模块，数据输入模块输入端接HDMI接收器，SI5338C频率发生器由DDR2内存的参考时钟数据解析成一路适合光路传输数据，发送到音视频复用控制器、8b/10b数据转换模块和GTP上。
[0008]优选的，所述HDMI分配器的型号为PI3HDMI412，HDMI接收器的型号为ADV7611。
[0009]优选的，所述HDMI接口接收来自外部的视频信号，经过HDMI分配器和HDMI接收器，将HDMI串行数据转换成并行数据输出给FPGA。
[0010]优选的，所述FPGA的视频信号将16位并行数据转换成8路串行信号，再由8b/10b数据转换模块转换后为1路可在光纤传输的串行信号，同时，FPGA控制HDMI接收器的信号HS、
VS、DE、MCLK和SCLK的复用，复用后输入至光电接口。
[0011]优选的，所述FPGA的芯片型号为XC6SLX45T
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3FGG484C。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0013]本基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备，FPGA基于同步参考时钟完成视频逻辑处理，实现HDMI视频信号数据光纤通信传输，外部SI5338C频率发生器通过软件配置产生148.5MHz参考时钟，FPGA同步参考时钟并产生反馈时钟信号提供其他模块用于数据同步传输，基于FPGA和1.4标准HDMI光纤通信系统有效了传统HDMI信号铜缆远距离传输的问题，而且提高了视频传输速率和视频分辨率。利用FPGA设计简单，成本较低，具有灵活性强的特点，结合光缆(光纤)模块实现高清视频的实时传输，并且发送器和接收器分别独立可以灵活配套使用，实现星型连接、串行环出连接、菊花链连接等。高清视频远距离传输已经成为未来发展的一个趋势，该系统方案的应用前景广泛。
附图说明
[0014]图1为本技术的标准HDMI发送器系统框图；
[0015]图2为本技术的标准HDMI发送器FPGA框图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0017]请参阅图1，基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备，包括HDMI分配器、HDMI接收器和STM32F107VT6单片机，HDMI分配器与HDMI接口相接，并输出HDMI信号至HDMI接收器，HDMI接收器输出HDMI信号至FPGA，FPGA的芯片型号为XC6SLX45T
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3FGG484C，FPGA接收SI5338C频率发生器的时钟信号以及两路光电接口。
[0018]SI5338C频率发生器、HDMI分配器和HDMI接收器并联接在STM32F107VT6单片机上，HDMI分配器的型号为PI3HDMI412，HDMI接收器的型号为ADV7611，HDMI接口接收来自外部的视频信号，经过HDMI分配器和HDMI接收器，将HDMI串行数据转换成并行数据输出给FPGA，同时，FPGA还实现ADV7611控制信号HS、VS、DE、MCLK和SCLK的复用，复用后输入至光纤模块，音频信号单独为一路，并且STM32F107VT6单片机接收FPGA的SPI信号，通过I/O接闪存至FPGA，且STM32F107VT6单片机分别接网口、串口、USB口和LED。
[0019]实现1080p(1920x1080)像素、刷新频率为60Hz、24位RGB的HDMI数字信号的实时传输，实际传输:1080p@60：2200*1125*60*16*(10/8)＝2.97Gbps
[0020]请参阅图2，FPGA内置音视频复用控制器、数据输入模块和8b/10b数据转换模块，音视频复用控制器的输入端接数据输入模块和MCU控制模块，数据输入模块输入端接HDMI接收器，SI5338C频率发生器由DDR2内存的参考时钟数据解析成一路适合光路传输数据，发送到音视频复用控制器、8b/10b数据转换模块和GTP上。
[0021]支持传输的视频格式为1080p@60Hz，视频水平方向总的像素数为2200个，有效像素数为1920个，垂直方向总行数为1125行，有效行数为1080行。
[0022]视频信号的采样频率为：2200X1125X60＝148.5MHz.。
[0023]该系统方案中FPGA芯片为XC6SLX45T
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3FGG484C，FPGA的每个I/O口最大传输速度为862MHz，而光纤的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于FPGA与HDMI1.4标准接口的光发送设备，包括HDMI分配器、HDMI接收器和STM32F107VT6单片机，其特征在于：所述HDMI分配器与HDMI接口相接，并输出HDMI信号至HDMI接收器，HDMI接收器输出HDMI信号至FPGA，FPGA接收SI5338C频率发生器的时钟信号以及两路光电接口；所述SI5338C频率发生器、HDMI分配器和HDMI接收器并联接在STM32F107VT6单片机上，并且STM32F107VT6单片机接收FPGA的SPI信号，通过I/O接闪存至FPGA，且STM32F107VT6单片机分别接网口、串口、USB口和LED；所述FPGA内置音视频复用控制器、数据输入模块和8b/10b数据转换模块，音视频复用控制器的输入端接数据输入模块和MCU控制模块，数据输入模块输入端接HDMI接收器，SI5338C频率发生器由DDR2内存的参考时钟数据解析成一路适合光路传输数据，发送到音视频复用控制器、8b/10b数据转换模块和GTP上。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文旭，赵峰，纪军，陈旻，张跃年，张国栋，王保成，
申请(专利权)人：英龙华通武汉科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：