網(wǎng)視云通基于FPGA的多業(yè)務(wù)高清視頻光端機(jī)方案

　　對(duì)于多業(yè)務(wù)光端機(jī)產(chǎn)品品質(zhì)，最重要的環(huán)節(jié)在于方案的優(yōu)化和器件的選擇，好的產(chǎn)品基于好的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)伊始的思路和方案就已經(jīng)決定了產(chǎn)品品質(zhì)的好壞。網(wǎng)視云通以 FPGA為核心設(shè)計(jì)的多業(yè)務(wù)光端機(jī)方案，具有非常強(qiáng)大的系統(tǒng)靈活性和擴(kuò)展性，輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)多種業(yè)務(wù)功能長(zhǎng)距離傳輸。不僅可以傳輸高清視頻，更可支持立體聲音頻，以太網(wǎng)，USB，RS232、RS485、RS422、紅外等多種信號(hào)，實(shí)現(xiàn)KVM鍵盤，鼠標(biāo)及網(wǎng)口，串口的透?jìng)鞴δ?。基于FPGA架構(gòu)多業(yè)務(wù)光端機(jī)方案，更能靈活實(shí)現(xiàn)多種高清接口互轉(zhuǎn)輸出，支持圖像任意縮放分辨率，支持?jǐn)?shù)據(jù)透?jìng)?，是高性價(jià)比的定制化高清視頻多業(yè)務(wù)光端機(jī)解決方案。

　　發(fā)送板：

　　發(fā)送板結(jié)構(gòu)主要包括DVI、語(yǔ)音、電源等接頭,LED指示燈和功能按鍵。

　　發(fā)送板的左側(cè)可以安裝一塊USB-NET擴(kuò)展板。

　　圖2所示的是發(fā)送板邏輯結(jié)構(gòu)圖，由圖中可以看出，其核心是一片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA連接一個(gè)2.5G的光模塊，光模塊有3種選擇：

　　1)2.5G單向光模塊

　　2)2.5G與155M非對(duì)稱雙向光模塊

　　3)2.5G對(duì)稱雙向光模塊

　　光模塊是采用SFP結(jié)構(gòu)的，可以隨時(shí)插拔下來(lái)，因此，可以根據(jù)需要，隨時(shí)更換上述3中光模塊。

　　接收板：

　　接收板主要包括DVI、語(yǔ)音、電源等接頭，LED指示燈和功能按鍵。

　　接收板除了少一個(gè)DVI輸入接口外，其他基本相同，我們?cè)谠O(shè)計(jì)PCB板時(shí)，可以將板子的尺寸與接頭位置設(shè)計(jì)相同，這樣可以采用相同的機(jī)箱設(shè)計(jì)。

　　圖4所示的是接收板邏輯功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。從圖4可以看出，除了DVI輸入輸出接口部分外，其他部分均與圖2，即發(fā)送板相同。

　　USB-NET擴(kuò)展板：

　　從圖2或圖4中，可以看到，USB-NET擴(kuò)展板上主要包括一個(gè)MCU芯片，用于擴(kuò)展一路USB接口，一個(gè)10M/100M網(wǎng)絡(luò)PHY芯片，用于擴(kuò)展一個(gè)10M/100M網(wǎng)絡(luò)接口。

　　USB-NET擴(kuò)展板通過一個(gè)排針接頭連接到發(fā)送板或接收板上。

　　USB-NET擴(kuò)展板可以擴(kuò)展出2個(gè)USB接口、1個(gè)10M/100M網(wǎng)絡(luò)接口、1個(gè)紅外遙控輸入接口和1個(gè)紅外遙控輸出接口。

　　USB接口可以通過設(shè)定工作在主模式或從模式上，這樣可以連接USB鼠標(biāo)或鍵盤，也可以連接主機(jī)上的USB接口，用于透?jìng)鱑SB鼠標(biāo)或鍵盤，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程KVM控制電腦。

　　10M/100M網(wǎng)絡(luò)接口也是透?jìng)骶W(wǎng)絡(luò)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)橋的功能，將兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過光纖連接起來(lái)。

　　紅外遙控接口也是透?jìng)骷t外控制信號(hào)，利用光纖，實(shí)現(xiàn)紅外遙控信號(hào)的透?jìng)鞴δ堋?/p>

　　AV接口：

　　如果需要支持AV輸入或輸出接口，需要單獨(dú)增加AV輸入或輸出芯片，同時(shí)還需要增加FPGA資源，即需要更多管腳的FPGA芯片，如果必須支持AV接口，解決辦法有以下2個(gè)選擇：

　　1)更換更大的FPGA，更換大的FPGA成本會(huì)上升。

　　2)將網(wǎng)口去掉，節(jié)省出來(lái)的FPGA資源用于擴(kuò)展AV輸入或輸出接口

　　DVI-I接口：

　　本方案中選用的DVI接口輸入芯片與輸出芯片均支持DVI輸入或輸出，同時(shí)支持VGA輸入與輸出。因此，DVI接頭可以選擇DVI-I接頭，這樣通過DVI-VGA轉(zhuǎn)換接頭來(lái)選擇VGA輸入或輸出。另外，也可以選擇一種DVI + VGA的雙層接頭，如圖5所示。

　　利用圖5所示的雙層接頭，可以方便連接DVI或VGA線，但是，圖像傳輸時(shí)DVI或VGA只能2選1，不能2個(gè)同時(shí)傳輸或處理。

　　分量YPbPr接口：

　　本方案中可以輸入YPbPr分量信號(hào)，可以將YPbPr接口轉(zhuǎn)換成VGA接口連接到發(fā)送板的VGA接頭上，實(shí)現(xiàn)YPbPr信號(hào)輸入。 但接收板不支持YPbPr分量輸出，只支持DVI和VGA輸出，DVI信號(hào)和VGA信號(hào)是同時(shí)有輸出的，故能接2個(gè)同屏輸出的顯示器。

　　HDMI接口：

　　本方案中發(fā)送板的DVI接頭可通過HDMI-DVI轉(zhuǎn)換接頭來(lái)連接HDMI信號(hào)，即支持帶有語(yǔ)音或HDCP加密的HDMI信號(hào)輸入。 但接收板的DVI輸出接口只支持DVI信號(hào)輸出，不支持HDMI信號(hào)輸出。

　　語(yǔ)音接口：

　　本方案中發(fā)送板和接收板上均有語(yǔ)音輸入和語(yǔ)音輸出接口，語(yǔ)音輸入與語(yǔ)音輸出接口均為雙聲道的立體聲語(yǔ)音接口。 通過語(yǔ)音接口可以實(shí)現(xiàn)電腦語(yǔ)音單獨(dú)傳輸，也可以實(shí)現(xiàn)雙向?qū)χv功能。

　　接收板輸出分辨率：

　　接收板的輸出分辨率可以通過面板上的按鍵與LED指示燈來(lái)手工設(shè)置，或通過串口設(shè)置，并將設(shè)置好的分辨率保存起來(lái)，每次開機(jī)后，接收板均會(huì)將接收到的圖像輸出分辨率轉(zhuǎn)換成設(shè)置的分辨率。

　　?支持高清信號(hào)在單芯光纖(單模/多模)無(wú)壓縮無(wú)損傷傳輸一路高清信號(hào)，傳輸距離可達(dá)80Km甚至120Km

　　?采用SFP結(jié)構(gòu)的光模塊，可以單向，非對(duì)稱雙向及對(duì)稱雙向傳輸

　　?插卡式結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展USB及 NET網(wǎng)口接口

　　?支持多種信號(hào)接口HDMI/DVI-I/VGA/YPbPr/AV

　　?可實(shí)現(xiàn)多種高清接口互轉(zhuǎn)輸出

　　?支持圖像任意縮放分辨率

　　?支持獨(dú)立立體聲音頻 雙向傳輸，可實(shí)現(xiàn)HDMI音頻加嵌解嵌

　　?可實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)接入RS232、RS485、RS422等

　　?支持DVI 環(huán)出

　　?支持網(wǎng)口透?jìng)?，?shí)現(xiàn)網(wǎng)橋的功能

　　?支持雙向KVM功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程KVM控制電腦

　　?支持雙向串口透?jìng)?/p>

　　?支持雙向語(yǔ)音對(duì)講

　　?支持雙向紅外控制

　　?先進(jìn)的自適應(yīng)技術(shù)，使用時(shí)無(wú)需進(jìn)行電氣光學(xué)調(diào)節(jié)

　　?LED狀態(tài)指示燈對(duì)關(guān)鍵的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視

　　?EDID自動(dòng)適應(yīng)，自動(dòng)設(shè)別和配置顯示模式

　　?無(wú)需軟件設(shè)置，支持即插即用功能，支持熱插拔

　　?適用于極高溫和極低溫等工業(yè)嚴(yán)酷環(huán)境