網(wǎng)視云通基于FPGA的多業(yè)務(wù)高清視頻光端機方案

　　對于多業(yè)務(wù)光端機產(chǎn)品品質(zhì)，最重要的環(huán)節在于方案的優(yōu)化和器件的選擇，好的產(chǎn)品基于好的設計，設計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為核心設計的多業(yè)務(wù)光端機方案，具有非常強大的系統靈活性和擴展性，輕松實(shí)現對多種業(yè)務(wù)功能長(cháng)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，實(shí)現KVM鍵盤(pán)，鼠標及網(wǎng)口，串口的透傳功能?；贔PGA架構多業(yè)務(wù)光端機方案，更能靈活實(shí)現多種高清接口互轉輸出，支持圖像任意縮放分辨率，支持數據透傳，是高性?xún)r(jià)比的定制化高清視頻多業(yè)務(wù)光端機解決方案。

　　發(fā)送板：

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

　　發(fā)送板的左側可以安裝一塊USB-NET擴展板。

　　圖2所示的是發(fā)送板邏輯結構圖，由圖中可以看出，其核心是一片FPGA，FPGA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非對稱(chēng)雙向光模塊

　　3)2.5G對稱(chēng)雙向光模塊

　　光模塊是采用SFP結構的，可以隨時(shí)插拔下來(lái)，因此，可以根據需要，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，我們在設計PCB板時(shí)，可以將板子的尺寸與接頭位置設計相同，這樣可以采用相同的機箱設計。

　　圖4所示的是接收板邏輯功能結構設計圖。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擴展板：

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

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

　　USB-NET擴展板可以擴展出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(guò)設定工作在主模式或從模式上，這樣可以連接USB鼠標或鍵盤(pán)，也可以連接主機上的USB接口，用于透傳USB鼠標或鍵盤(pán)，實(shí)現遠程KVM控制電腦。

　　10M/100M網(wǎng)絡(luò )接口也是透傳網(wǎng)絡(luò )信號，實(shí)現一個(gè)網(wǎng)橋的功能，將兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )通過(guò)光纖連接起來(lái)。

　　紅外遙控接口也是透傳紅外控制信號，利用光纖，實(shí)現紅外遙控信號的透傳功能。

　　AV接口：

　　如果需要支持AV輸入或輸出接口，需要單獨增加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，節省出來(lái)的FPGA資源用于擴展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(guò)DVI-VGA轉換接頭來(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(xiàn)，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，可以將YPbPr接口轉換成VGA接口連接到發(fā)送板的VGA接頭上，實(shí)現YPbPr信號輸入。 但接收板不支持YPbPr分量輸出，只支持DVI和VGA輸出，DVI信號和VGA信號是同時(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(guò)HDMI-DVI轉換接頭來(lái)連接HDMI信號，即支持帶有語(yǔ)音或HDCP加密的HDMI信號輸入。 但接收板的DVI輸出接口只支持DVI信號輸出，不支持HDMI信號輸出。

　　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(guò)語(yǔ)音接口可以實(shí)現電腦語(yǔ)音單獨傳輸，也可以實(shí)現雙向對講功能。

　　接收板輸出分辨率：

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

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

　　?采用SFP結構的光模塊，可以單向，非對稱(chēng)雙向及對稱(chēng)雙向傳輸

　　?插卡式結構，可擴展USB及 NET網(wǎng)口接口

　　?支持多種信號接口HDMI/DVI-I/VGA/YPbPr/AV

　　?可實(shí)現多種高清接口互轉輸出

　　?支持圖像任意縮放分辨率

　　?支持獨立立體聲音頻 雙向傳輸，可實(shí)現HDMI音頻加嵌解嵌

　　?可實(shí)現多種數據接入RS232、RS485、RS422等

　　?支持DVI 環(huán)出

　　?支持網(wǎng)口透傳，實(shí)現網(wǎng)橋的功能

　　?支持雙向KVM功能，實(shí)現遠程KVM控制電腦

　　?支持雙向串口透傳

　　?支持雙向語(yǔ)音對講

　　?支持雙向紅外控制

　　?先進(jìn)的自適應技術(shù)，使用時(shí)無(wú)需進(jìn)行電氣光學(xué)調節

　　?LED狀態(tài)指示燈對關(guān)鍵的參數進(jìn)行監視

　　?EDID自動(dòng)適應，自動(dòng)設別和配置顯示模式

　　?無(wú)需軟件設置，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)嚴酷環(huán)境