一种使用macom crosspoint 路由芯片实现的视频拼接器详细方案

1.文档详细描述了视频拼接器的实现过程。 2.视频拼接器以macom crosspoint 交叉切换芯片为底板核心。 3.文档详细介绍了视频拼接器fpga实现方案。 4.详细介绍了如何实现单屏开窗，画中画，漫游功能。 5.介绍了如何实现高清底图显示，动态欢迎词的显示功能。 ### 使用macom crosspoint路由芯片实现的视频拼接器详细方案 #### 整体架构概述 视频拼接器的核心组成部分包括输入卡、输出卡、控制卡以及底板，其中底板采用macom crosspoint交叉切换芯片作为核心。该拼接器能够支持多种视频信号输入与输出，提供丰富的视频处理功能，如视频漫游、画中画、裁剪视频信号等。 #### 输入卡 输入卡的主要任务是接收来自不同类型的视频信号，如HDMI、VGA、DVI、SDI等，并将其转换为统一格式以便后续处理。采用模块化设计，可根据实际需要配置不同类型的输入卡，如第一张卡可以是HDMI接口，第二张则可以是VGA接口等。输入卡中的FPGA芯片负责将这些不同格式的视频信号转换为一致的1080p格式，并通过serdes接口传输到底板的交叉切换芯片上。 #### 底板 底板是视频拼接器的核心部件之一，采用了macom的M21151路由芯片作为主要组件。M21151支持高速数据传输，每一路的速度可达3.2Gbps，足以支持1080p@30Hz的数据传输。其作用在于连接输入卡与输出卡，并实现视频信号之间的灵活切换，确保任何输入源都能够被正确地路由到指定的输出端口。 #### 输出卡 输出卡负责接收经过处理的视频信号，并将其转换为最终的输出格式，如DVI或HDMI信号。输出卡上的FPGA负责将serdes传输的串行数据还原为并行的行场信号，并对其进行缩放处理，以便满足不同显示设备的要求。缩放后的数据存储在DDR内存中，并按照VESA标准读取，再通过scaleup模块转换为适合输出的格式，最后由SII9134芯片将信号转换为HDMI输出。 #### 画面分割功能 画面分割功能允许用户将一个视频源分成多个部分，并在不同的显示屏上显示，形成一个完整的大图像。这一功能主要依靠底板上的路由芯片来实现，它会将原始视频信号复制多份，并将每份信号发送至输出卡的FPGA进行裁剪和放大处理，最终组合成一个大图像。 #### 画中画与漫游功能 - **画中画**：此功能允许在一个主视频流中嵌入另一个较小的视频流，从而实现在观看主要内容的同时也能查看次要内容。实现原理是在输出卡的FPGA中，将两个视频流进行相应的放大处理并存入DDR，然后再通过地址替换的方式实现画中画效果。 - **漫游**：允许用户在多个屏幕之间移动视频窗口的位置。这一功能同样依赖于输出卡的FPGA来实现，通过裁剪和缩放特定区域的视频，并根据用户设置的位置信息重新布局，从而实现漫游效果。 #### 单屏开4窗功能 该功能支持在同一屏幕上同时显示四个独立的视频流，并可通过不同的连接方式实现所有窗口的自由漫游。具体实现方法是通过底板路由芯片将四个视频源的数据同时送入同一个FPGA，FPGA对这些视频进行不同的缩放处理后存储在DDR内存中，最终组合成一个完整的图像输出。 #### 上位机软件 上位机软件主要用于提供用户友好的操作界面，使用户能够直观地控制视频拼接器的各项功能。通过与控制卡通信，软件能够获取视频信号的位置信息，并将其发送给输出卡，以实现诸如画中画、漫游等功能。 #### 回显功能 回显功能使得输入的视频信号能够在上位机软件中实时预览，实现所见即所得的效果。具体实现过程是通过输入卡将HDMI视频信号转换为RGB信号，并通过FPGA进行缩放处理，最终形成分辨率较低的视频信号，供上位机软件显示。 ### 总结 该视频拼接器方案利用macom crosspoint路由芯片的强大功能，结合FPGA的灵活性，实现了丰富的视频处理能力，如视频分割、画中画、漫游等高级功能。通过模块化的设计，不仅能够支持多种视频输入格式，还能灵活扩展输出通道数量，满足不同应用场景的需求。此外，配合上位机软件提供的用户界面，使得整个系统的操作变得更加直观便捷。