【文章內(nèi)容簡介】 作時(shí)，數(shù)據(jù)計(jì)算 FPGA 陣列、輸入輸出端口、系統(tǒng)面板、紅外接收器、網(wǎng)絡(luò)端口 、 RS232 控制口等元件向主控 FPGA 發(fā)送狀態(tài)信息和請求指令。軟核的外圍通信控制模塊先預(yù)處理這些信息，將其最主要的內(nèi)容交給內(nèi)核，其他附屬信息不需要經(jīng)過主控制程序，由外圍器件自行應(yīng)答。主控程序是在內(nèi)核上運(yùn)行的并行流水線流程控制程序，它負(fù)責(zé)整臺(tái)機(jī)器的正常順序工作和非常狀態(tài)處理。程序根據(jù)用戶指令和系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，向外圍模塊批量發(fā)送簡單控制指令。由外圍模塊編譯指令，通過 LVDS 高速串行口發(fā)送給系統(tǒng)其他設(shè)備。 VP6000 系列使用基于 FPGA 的 NiosII 軟核和并行外圍通信控制模塊，提高了整臺(tái)機(jī)器的信息處理性能，將復(fù)雜 的并行控制簡單化；用一個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)全部控制，編程調(diào)試簡單方便，易于升級(jí)。 四、 VP6000 系列與普通工控機(jī)拼接卡系統(tǒng)的性能比較 目前市場上使用的圖像拼接控制器，大體分為兩種。一種是組裝的工控機(jī)，需要從國外購買 Datapath 卡進(jìn)行組裝，另一種就是硬件拼接處理器。 用工控機(jī)組裝拼接控制器，需要插多個(gè) Datapass 卡，多卡使用同一組 PCI 總線，占用 PCI 總線資源，其結(jié)果是機(jī)器性能很大程度上取決于工控機(jī) CPU 計(jì)算速度。以普通 Pentium 4， 的 CPU 為例，可以接受 4 路 VGA/RGB 1024x768 信 號(hào)和 8 路或 9路 Video 信號(hào)，可以支持 32 路輸出。一臺(tái)普通插卡式拼接控制器的性能如下： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)， 812 個(gè) PCI 插槽； 266533MHz 系統(tǒng)總線； 輸出通道：數(shù)量 232 個(gè)；輸出通道分辨率 640x480 到 1280x1024 像素； 輸入視頻：個(gè)數(shù) 18 個(gè)；格式 NTSC 或 PAL 自適應(yīng)； 8 路 Video 卡不能疊加； 輸入 RGB：個(gè)數(shù) 14 路；時(shí)鐘速度 123M；采樣顏色深度 16bpp； 系統(tǒng)支持： WindowsXP/2020 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xv 軟件支持：設(shè)備提供上自開發(fā)軟件 控制：本地鍵盤鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程鼠標(biāo)鍵盤 需要注意的是： 當(dāng) VGA/RGB 信號(hào)多于 2 路時(shí)，系統(tǒng)分配給每路 VGA 信號(hào)的處理時(shí)間不足，導(dǎo)致信號(hào)實(shí)時(shí)性降低，基本現(xiàn)象就是鼠標(biāo)和動(dòng)態(tài)圖像的不連續(xù)； 有些工控系統(tǒng)號(hào)稱具有 24bpp 的采樣顏色深度，事實(shí)上在實(shí)際使用中，由于計(jì)算速度的限制，都只用到 16bpp 顏色； 采用網(wǎng)絡(luò)接口采樣的方法增加 RGB 輸入信號(hào)數(shù)量，并不能節(jié)約系統(tǒng)資源，結(jié)果仍然是多個(gè)信號(hào)同時(shí)顯示的時(shí)候，圖像實(shí)時(shí)性受影響。并且網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采樣的質(zhì)量、實(shí)時(shí)性等受到網(wǎng)絡(luò)速度、通信質(zhì)量等環(huán)境影響，有一定未知性和不穩(wěn)定性。 VP6000 系列拼接控制系統(tǒng)采用全硬件設(shè) 計(jì)，與工控機(jī)有本質(zhì)區(qū)別。系統(tǒng)采用多通道分離處理，所有數(shù)據(jù)并行處理；使用 FPGA 陣列并行處理信號(hào)，速度快，支持通道個(gè)數(shù)多；系統(tǒng)主控芯片與系統(tǒng)計(jì)算芯片分離，采用主程序串行控制；不屬于工控機(jī)，不運(yùn)行 Windows/Linux 操作系統(tǒng)，不存在計(jì)算機(jī)防病毒問題，不存在軟件系統(tǒng)維護(hù)問題；數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，不需要硬盤、光驅(qū)等海量存儲(chǔ)設(shè)備；設(shè)備支持全年 24 小時(shí)運(yùn)行，不需要特殊維護(hù)。其基本性能參數(shù)如下： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：并行處理結(jié)構(gòu)，自定義高速 LVDS 總線，速度 輸出通道：實(shí)時(shí)頁面存儲(chǔ)，數(shù)量 124 個(gè)，內(nèi)部級(jí)聯(lián)后，可依據(jù) 當(dāng)前顯示窗口數(shù)擴(kuò)展；分辨率 1024x768 像素； 輸入視頻：單系統(tǒng) 132 路，內(nèi)部級(jí)聯(lián)后無限擴(kuò)展；格式 NYSC 或 PAL 自適應(yīng)；Video 信號(hào)高速動(dòng)態(tài)圖像補(bǔ)償；信號(hào)任意拉伸、壓縮，可以在多屏內(nèi)任意位置開窗口，信號(hào)任意跨屏漫游，疊加 (信號(hào)疊加層數(shù)不宜超過4 層 )，圖像實(shí)時(shí)性不受影響； 輸入 RGB：實(shí)時(shí)頁面存儲(chǔ)，分級(jí)數(shù)據(jù)預(yù)處理；單系統(tǒng) 132 路，內(nèi)部級(jí)聯(lián)后無限擴(kuò)展；采樣深度 24bpp/32bpp 真彩色；分辨率 640x480 到 1600x1200像素，可定制特殊分辨率的支持功能，如可以支持 4096x768 或1920x1080；信號(hào)任意拉伸、壓縮，可以在多屏內(nèi)任意位置開窗口， 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xvi 信號(hào)任意跨屏漫游，疊加 (信號(hào)疊加層數(shù)不宜超過 4 層 )，圖像實(shí)時(shí)性不受影響； 系統(tǒng)支持：不需要系統(tǒng)支持 軟件支持： VP6000 系列 /2020 遠(yuǎn)程控制軟件 控制方式： RS232 串口、面板按鍵、紅外遙控、 對于單機(jī)而言，以上參數(shù)為可實(shí)現(xiàn)的正常運(yùn)行參數(shù)。例如， RGB 信號(hào)可以支持 8路分辨率為 1600x1200 的 RGB 信號(hào)同時(shí)輸入；所有輸入信號(hào)， RGB 或者視頻信號(hào)，都可以跨多屏漫游，能夠跨屏信號(hào)疊加；運(yùn)行顏色深度為 24bpp，可選擇所有通道使用32bpp 的 真彩色設(shè)置。 技術(shù)參數(shù)： RGB 輸入 輸入接口 HD15 同步模式 HV 獨(dú)立同步 像素時(shí)鐘 140MHz 分辨率 640x480 至 1280x1024，最高 1280x1024 60Hz，支持特殊分辨率 色彩深度 24bit/像素 縮放和顯示 縮放比例 — 10 視頻輸入 輸入格式 NTSC、 PAL 或 SECAM 識(shí)別方式 自動(dòng)識(shí)別 縮放和顯示 縮放比例 — 10 輸出 輸出接口 VGA 接口 輸出格式 模擬信號(hào)輸出 輸出分辨率 1024x768 輸出刷新頻率 60Hz 色彩深度 24bit/像素 控制端口 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xvii RS232 電氣特性 輸入電壓 100240V，自動(dòng)調(diào)節(jié) 行頻 50－ 60Hz 功耗 50W 機(jī)箱 尺寸 4“ x 19 ” x10“ （ H x W x D） 重量 20Kg 2 輸入與輸出 VP6002－ 0204 視頻多屏幕拼接控制器的每個(gè)通道都能夠接受四種輸入數(shù)據(jù)：NTSC 或 PAL 制式的 VIDEO 信號(hào)， VGA 以及 RGB 信號(hào) 。 輸入 的 VIDEO 信號(hào)可以 來自電視攝像機(jī) 、 錄相機(jī) 、 DVD 機(jī)或者電視電 話 會(huì)議系統(tǒng)。 輸入 的 模擬 RGB 信 號(hào) 通常由計(jì)算機(jī) 提供，最高可支持分辨率 1280 102場頻60Hz 的 VGA 視頻 。 計(jì)算機(jī) VGA 視頻可以是 綠色 同步、復(fù)合 同步，或者 H、 V 分離的同步模式 。 輸 入的視頻 信號(hào) 都被調(diào)整成一定分辨率和刷新頻率的 VGA 信號(hào) ， 然后再輸出。每通道支持的最高分辨率為 1600 1200，此分辨率下的最高刷新頻率為 60Hz。 操作 VP6002－ 0204 系列視頻多屏幕拼接控制器 有一主 RS232 系列端口，這些端口能夠連接到 ASCII 終端或任何帶有系列端口的計(jì)算機(jī) 。 命令從 終 端或者計(jì)算機(jī) 傳輸?shù)娇刂破?。 系統(tǒng)特性 ? 每條輸入通道 接 受 NTSC/PAL 制式的復(fù)合視頻 ， VGA 信號(hào) 和高分辨率 RGB信號(hào)。 ? 可以預(yù)設(shè)存儲(chǔ)多達(dá) 32 個(gè)用戶 信息 。 這些預(yù) 儲(chǔ) 信息 是包括 窗口大小 、 位置和輸入在屏幕上的總 規(guī)劃 。 ? 輸入 視窗 的位置、比例、大小及形狀可任一指定，可任意縮放視窗，可實(shí)現(xiàn)畫中畫、均勻切割、層疊堆放等多種特技。 同時(shí) 也支持 單路信號(hào)的滿屏顯示 。 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xviii ? 支持 RS232 端口控制和網(wǎng)絡(luò)控制功能，系統(tǒng)內(nèi)嵌 WEB 服務(wù)功能，外部控制主機(jī)通過網(wǎng)頁訪問控制器，無需另行安裝軟件。 ? 控制參數(shù) 系統(tǒng)自動(dòng)保存，能隨時(shí)調(diào)用 。 ? 系統(tǒng)提供高分辨率模擬 RGB 輸出， 能 在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或者 投影 機(jī) 上顯示。 ? 系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別和鎖給全部計(jì)算機(jī)同步信號(hào) 。 ? 24 比特顏色 處理 ， 16777216 種顏色 。 顯示模式 VP6002－ 0204 系列視頻多屏幕拼接控制器的每個(gè)通道都能夠接受四種輸入數(shù)據(jù)：NTSC 或 PAL 制式的 VIDEO 信號(hào)， VGA 以及 RGB 信號(hào) 。 每個(gè)通道的信號(hào)都能在指定的窗口中實(shí)時(shí)顯示。 在 出廠時(shí)， 定義坐標(biāo)原點(diǎn)（ 0， 0）在左上角，窗口 1 的左上角 在屏幕 上的 位置 為(50， 50)，窗口 2 的左上角 在屏幕 上的 位置 為 (50， 50) ，窗口 3 的左上角 在屏幕 上的位置 為 (150， 150) ，窗口 4 的左上角 在屏幕 上的 位置 為 (200， 200)。 此外 ，每個(gè)輸入通道的 RGB 端口是開放的，只有 RGB 信號(hào)能在 視窗 中顯示。 輸入視窗在系統(tǒng)中主要進(jìn)行兩種模式的變換： 窗口 縮放和 窗口 拉伸。 窗口 縮放 窗口 縮放主要是把輸入視窗進(jìn)行等比例放大，如下圖。輸入信號(hào)的分辨率為 640480，無法滿屏顯示，輸入時(shí)信號(hào)的分辨率已為 1280 1024，已占滿整個(gè)窗口。 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xix 窗口 拉伸 窗口 拉伸主要時(shí)指對輸入視窗進(jìn)行任一比例的拉伸，如下圖。 多屏幕顯示 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xx 四圖像等比例顯示 顯示效果如下圖，四個(gè)視窗分別 占居輸出視窗的四分之一。 畫中畫顯示 畫中畫顯示模式下，幾個(gè)視窗層層包含，最前端窗口回遮住后面窗體中的內(nèi)容。顯示效果如下圖。 多畫面顯示 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xxi 多畫面顯示模式下，不同輸入視窗只占據(jù)輸出視窗的一部分，顯示效果如下圖。 技術(shù)指標(biāo)： RGB 輸入 輸入接口 HD15 適配器 同步模式 HV 獨(dú)立同步 像素時(shí)鐘 140MHz275MHz 分辨率 640x480、 1024x76 1280x102 1600x1200(訂制 )等 色彩深度 24bit/像素 縮放和顯示 縮放比例 — 10 視頻輸入 輸入格式 NTSC、 PAL 或 SECAM 識(shí)別方式 自動(dòng)識(shí)別 縮放和顯示 縮放比例 — 10 輸出 輸出接口 HD15 適配器 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xxii 輸出格式 模擬信號(hào)輸出 輸出分辨率 1024x76 1400x1050(訂制 )等 輸出刷新頻率 60Hz 色彩深度 24bit/像素 控制端口 RS232 電氣特性 輸入電壓 100240V，自動(dòng)調(diào)節(jié) 行頻 50－ 60Hz 功耗 50W 機(jī)箱 尺寸 4”x19”x10” （ H x W x D） 重 量 20Kg 四、 控制軟件 系統(tǒng)控制臺(tái)的主界面 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xxiii 系統(tǒng)菜單 系統(tǒng)菜單中的選項(xiàng)有設(shè)置和退出兩項(xiàng)。 設(shè)置選項(xiàng)主要用于設(shè)置系統(tǒng)的通訊端口，控制臺(tái)列舉出系統(tǒng)所有的可用端口供用戶選擇。 可選擇通訊端 各項(xiàng)基本功能菜單 口 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xxiv 復(fù)位窗口菜單 窗口復(fù)位用于關(guān)閉所有的輸入通道。每次打開軟件后，由于多層疊加，系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)和控制臺(tái)顯示的狀態(tài)是不同的，點(diǎn)擊此選項(xiàng)后，控制臺(tái)會(huì)關(guān)閉所 有的輸入通道，然后重新打開顯示狀態(tài)和系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)就相同了。 參數(shù)設(shè)置 此項(xiàng) 為廠家調(diào)試設(shè)備用，調(diào)試好以后用戶一般不做改動(dòng) 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xxv 融合參數(shù)調(diào)整 此項(xiàng)為融合區(qū)域粗調(diào)整 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xxvi 色彩調(diào)整 此項(xiàng)調(diào)整投影機(jī)的輸出顏色，使兩個(gè)投影機(jī)達(dá)到色彩一致的目的 融合曲線調(diào)整 此項(xiàng)融合區(qū)域逐相素細(xì)調(diào) 某展廳大屏幕 顯示系統(tǒng)技術(shù)方案 xxvii 保存場景 系統(tǒng)顯示狀態(tài)調(diào)整好后，可保存為場景，供今后調(diào)用。系統(tǒng)最多可保存 32個(gè)場景。 讀取場景 系統(tǒng)保存過的場景，可通過此選項(xiàng)調(diào)出，讀出場景 點(diǎn)擊此按鈕，調(diào)出場景保存窗口 點(diǎn)擊此按鈕，調(diào)出場景讀取