8K視訊訊號處理
整個系統設計的關鍵在於8K視訊訊號的處理。截止到目前為止,因為8K的標準沒有非常明確,相應的視訊處理晶片廠家也在觀望,所以,相關的8K視訊處理晶片非常少。如目前SiI9779、SiI9630等廠家宣傳支援8K,但是最終也沒有推出該功能。目前主推8K技術的是日本NHK,其預計在2020年的東京奧運會上進行8K直播。富士通株式會社與松下電器產業株式會社對兩家公司的系統LSI業務進行合併,成立索喜科技有限公司(Socionext)。新品牌體現了公司的核心業務在於SoC及具有競爭優勢的Imaging(視訊和成像領域)和OpticalTransport Network(光纖通訊網路領域)技術領域意義。Socionext在2016年推出一款單晶片8K處理晶片SCH801A。SCH801A與日本
在本設計中是採用高速FPGA進行HDMI2.0訊號的解碼,通過HDMI的解碼模組來將標準的HDMI訊號轉換為並行的data資料。具體HDMI的解碼模組設計框圖如圖3。TMDS資料進入Deskew模組進行資料的重新對齊與重排;資料進入TMDS decoder模組,從模組中分離出video data與AUX data。視訊資料進入視訊取樣模組,分離出clk、HS、VS和video data。輔助資料進入Auxiliary Packet Capture模組,分離出控制資料包和音訊資料等。視訊資料分離出後,為了方便在拼牆處理器中進行資料傳輸,在通過FPGA的並串轉換模組時,轉為序列資料進行傳輸。每對HDMI的訊號通過2對高速的serdes訊號進行傳輸,方便視訊排程模組進行排程。
視訊排程模組
在該模組中,主要是視訊訊號排程、時鐘處理模組、通訊模組、CPU系統模組等為各個模組業務控制的核心。視訊訊號交叉排程模組採用高速序列空分交換技術,排程高速序列資料訊號,傳輸該高速序列資料訊號。根據預定的輸入埠與輸出埠的對應關係,將各輸入的高速序列資料訊號通過相應的埠輸出,傳輸到相應的視訊處理模組中。
時鐘處理模組用來產生參考時鐘訊號,並將所生成的參考時鐘訊號提供給各個8K視訊模組、各個視訊訊號處理模組、訊號擴充套件交換平臺等。8K視訊模組、視訊訊號處理模組及訊號擴充套件交換平臺等在本單板提供的系統參考時鐘的同步下,分別產生用於本模組高速序列處理業務所需的模組時鐘。
視訊處理模組
視訊訊號處理模組對視訊訊號排程後的高速序列訊號進行解序列化、切割、縮放、疊加等處理,最後輸出處理後的影象訊號。
通過影象訊號採集模組對訊號的序列化處理和主控交叉模組的排程,在視訊訊號處理模組的輸入埠可獲得任意需要的輸入訊號,輸入的訊號是高速的序列訊號,必須進行解串後才能進行訊號之後的處理。解序列化是序列化的逆向過程。輸入訊號的解析度與所需顯示的視窗大小通常都是不相同的,從解序列化模組還原出的影象必須進行縮放處理,同時,顯示的視窗可能跨多個顯示單元,每個單元只顯示一部分,通過切割擷取所需的影象資料,並進行相應的縮放處理。最後,由輸出驅動部分完成疊加後的影象訊號轉換成標準的16路DVI訊號輸出。
視訊基礎演算法