【正文】 處理結(jié)構(gòu)，這樣的總線是遠遠達不到處理器速度需求的。工控機的PCI總線結(jié)構(gòu) 為適應(yīng)核心并行數(shù)據(jù)處理要求，DHDSCON2000系列的處理器采用并行總線接入方式，就是說每個通道都有獨自的總線接入核心處理系統(tǒng)。多個通道采用并行的方式可以實時的將數(shù)據(jù)送入核心的FPGA處理陣列。 如果每個輸入通道都使用PCI總線，那么最終形成的輸入線數(shù)量會多得驚人。在FPGA核心處理部分中，也許要多組信號進行實時交換。如果也采用并行總線結(jié)構(gòu)，那么系統(tǒng)間的連線數(shù)量會成幾何上升，使得系統(tǒng)最終無發(fā)實際使用。為解決此結(jié)構(gòu)問題，我們采用超高速LVDS進行信號傳輸。LVDS，是低電平數(shù)字信號的簡稱，其特點是用兩根線差分傳輸一個數(shù)字狀態(tài)，線間電壓低，信號傳輸速度快，信號額定最高速度可以達到4G/S以上。使用LVDS進行圖像傳輸，4組線即可傳送超高頻的顯示信號。是用高速串行信號，極大的減少了系統(tǒng)連線的，使得每個輸入輸出通道只使用4組線與系統(tǒng)核心計算單元連接。LVDS信號與并行總線信號，最常見的體現(xiàn)是硬盤ATA的并行排線接口和新型硬盤SATA的LVDS接口。下圖為DHDSCON2000系列的處理器基本系統(tǒng)節(jié)構(gòu)圖。DHDSCON2000多通道并行總線結(jié)構(gòu)及串行通信方式216。 最新的硬件控制系統(tǒng)DHDSCON2000系列的處理器系統(tǒng)采用并行硬件系統(tǒng)，這樣很大程度提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度，但并行處理，就意味著很多器件同時工作，增加了系統(tǒng)元件個數(shù)，這樣，所有器件的同時統(tǒng)一控制，就成為重要問題。對于工控機而言，只有一個CPU進行核心運算，數(shù)據(jù)是串行處理的，因此配置一套接口，就可以控制所有的設(shè)備，而DHDSCON2000系列的處理器需要用一個高速控制器同時控制多于32個其他部件，同時又要能靈活的協(xié)調(diào)各部分順序運行。為解決此問題，我們選用了基于FPGA的高速軟內(nèi)核。處理器是公司為其FPGA產(chǎn)品配套開發(fā)的軟核CPU。在邏輯功能上，它們是32位的精簡指令集CPU；在實現(xiàn)方式上，它們是在FPGA上通過編程的方式實現(xiàn)的，這也是與傳統(tǒng)的CPU的一個根本的差別。總線采用了哈佛結(jié)構(gòu)，在很大程度上提高了系統(tǒng)的處理速度。由于系統(tǒng)的總線控制器是在FPGA中實現(xiàn)的，可以進行靈活的配置，在某些外設(shè)需要具有馮諾依曼特性時又可以把兩套總線合二為一，從而在局部實現(xiàn)馮諾依曼結(jié)構(gòu)，這樣就使得系統(tǒng)總線兼有哈佛結(jié)的高效率與馮諾依曼結(jié)構(gòu)的靈活性。系統(tǒng)總線自動對不同時鐘域進行協(xié)調(diào)，可以使掛在總線上的組件工作在不同的主頻下，使系統(tǒng)更為靈活。DHDSCON2000系列的處理器使用一片F(xiàn)PGA，內(nèi)嵌軟內(nèi)核，成為系統(tǒng)核心控制器。在這片F(xiàn)PGA上，還編程實現(xiàn)了64個外圍通信控制模塊，為系統(tǒng)提供64個可同時工作的基于LVDS的高速接口，與全部系統(tǒng)其他器件進行高速通信。系統(tǒng)工作時，數(shù)據(jù)計算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)核上運行的并行流水線流程控制程序，它負責(zé)整臺機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。DHDSCON2000系列的處理器使用基于FPGA的軟核和并行外圍通信控制模塊，提高了整臺機器的信息處理性能，將復(fù)雜的并行控制簡單化；用一個芯片實現(xiàn)全部控制，編程調(diào)試簡單方便，易于升級。DHDSCON2000系列的處理器拼接控制系統(tǒng)采用全硬件設(shè)計，與工控機有本質(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，速度快，支持通道個數(shù)多；系統(tǒng)主控芯片與系統(tǒng)計算芯片分離，采用主程序串行控制；不屬于工控機，不運行Windows/Linux操作系統(tǒng)，不存在計算機防病毒問題，不存在軟件系統(tǒng)維護問題；數(shù)據(jù)實時處理，不需要硬盤、光驅(qū)等海量存儲設(shè)備；設(shè)備支持全年24小時運行，不需要特殊維護。其基本性能特點如下：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：并行處理結(jié)構(gòu)，自定義高速LVDS總線，輸入視頻：單系統(tǒng)132路，內(nèi)部級聯(lián)后無限擴展；格式NTSC或PAL自適應(yīng)；Video信號高速動態(tài)圖像補償；信號任意拉伸、壓縮，可以在多屏內(nèi)任意位置開窗口，信號任意跨屏漫游，疊加(信號疊加層數(shù)不宜超過4層)，圖像實時性不受影響；輸入：RGB、視頻實時頁面存儲，分級數(shù)據(jù)預(yù)處理；單系統(tǒng)132路，內(nèi)部級聯(lián)后無限擴展；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；支持DVII模擬數(shù)字接口；信號任意拉伸、壓縮，可以在多屏內(nèi)任意位置開窗口，信號任意跨屏漫游，疊加(信號疊加層數(shù)不宜超過4層)，圖像實時性不受影響；輸出通道：實時頁面存儲，數(shù)量140個，內(nèi)部級聯(lián)后，可依據(jù)當(dāng)前顯示窗口數(shù)無限擴展；分辨率640x480到1600x1200像素，可定制特殊分辨率，如4096x768(1x4屏) 或1920x1080；支持DVII模擬數(shù)字接口；系統(tǒng)支持：不需要系統(tǒng)日常維護，不需要電腦支持軟件支持：DHDSCS遠程控制軟件控制方式：RS232串口、面板按鍵、紅外遙控、100/1000Mbps網(wǎng)絡(luò)(TCP/IP協(xié)議) 大屏幕顯示系統(tǒng)控制管理軟件 軟件概述浙江大華大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件DHDSCS是為大屏幕拼接顯示墻開發(fā)的應(yīng)用管理系統(tǒng)，其主要功能是為用戶提供對顯示拼接墻上的各類應(yīng)用窗口的控制和管理，對顯示屏的控制以及實現(xiàn)對矩陣、攝像機和集中控制設(shè)備等相關(guān)外圍設(shè)備的控制與管理。提供友好而簡便的人機操作界面，對顯示墻的操控方便快捷，操作直觀，徹底改變了傳統(tǒng)顯示拼接墻系統(tǒng)操作復(fù)雜的缺陷。操作方便、高度集成是本軟件最大的特點及優(yōu)勢，被眾多用戶譽為業(yè)內(nèi)最為優(yōu)秀的大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件。浙江大華大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件DHDSCS的主要功能與特點：支持跨平臺應(yīng)用：支持Microsoft Windows XP/NT/2000和Unix/Linux操作系統(tǒng)。支持遠程控制、多用戶控制和優(yōu)先級控制、用戶權(quán)限控制：提供多用戶角色與權(quán)限設(shè)定，具有靈活的控制功能，用戶可以在局域網(wǎng)內(nèi)任意控制電腦上實現(xiàn)分區(qū)、多級別的管理。支持顯示設(shè)備的多種分辨率要求：支持800*600、1024*761400*1050、1600*1200、1920*1080等各種分辨率的顯示設(shè)備，同時還可自定義顯示分辨率。靈活、方便的信號窗口管理，豐富實用的顯示模式設(shè)置：各種顯示信號以窗口形式在大屏幕顯示墻上顯示，能靈活實現(xiàn)單屏顯示、跨屏顯示、共屏顯示、疊加顯示、任意大小顯示、整屏漫游等多種顯示模式，可以對窗口風(fēng)格、開窗參數(shù)、窗口比例、窗口位置、窗口大小等進行設(shè)置，支持畫中畫開窗。可根據(jù)操作使用的便利性需要靈活設(shè)置操作員桌面顯示方式。全面、靈活、快捷的信號源管理：可方便、快捷的實現(xiàn)視頻信號、RGB信號、網(wǎng)絡(luò)信號源的選擇調(diào)用、切換顯示，可對信號的色彩、亮度等信號參數(shù)進行設(shè)置、調(diào)整。具有信號源信息提示功能，方便用戶隨時隨地了解每一路信號源的詳細信息。支持音頻信號源的獨立選擇播放。支持強大的預(yù)案功能：可方便的實現(xiàn)預(yù)案編制、保存、修改、刪除，可預(yù)設(shè)預(yù)案執(zhí)行時間，同時支持使用“熱鍵”（快捷鍵）調(diào)用預(yù)案。強大的顯示墻信號圖像監(jiān)視功能：支持各類信號圖像在操作員模擬屏上的顯示，使操作員能夠直觀看到顯示墻上的顯示效果和顯示數(shù)據(jù)?？朔撕芏嘬浖僮鲉T看不到顯示墻上的信號圖像、不知道顯示墻上顯示的信號狀態(tài)的弱點。支持4:3攝像機信號的全屏顯示：采用專有的圖像實時剪切技術(shù)，實現(xiàn)了攝像機信號圖像不變形全屏顯示。具有實用的顯示信號源的預(yù)備與快速調(diào)用功能：可以將準備顯示的各種信號預(yù)先在操作員桌面的非顯示區(qū)域開窗并調(diào)入信號源，需要顯示時只需要用鼠標將信號窗口拖入顯示墻區(qū)域即可立即顯示。強大的設(shè)備管理能力：可以對各種視音頻設(shè)備、RGB設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、矩陣、攝像機等多種多樣的硬件設(shè)備進行定義、管理和控制。支持對顯示屏開/關(guān)控制。支持對圖像拼接處理器遠程開/關(guān)機管理?？膳cCrestron、AMX等中央控制系統(tǒng)無縫連接，即聯(lián)即用。1攝像頭、云臺控制：對攝像頭、云臺等外部監(jiān)控設(shè)備的控制，包括轉(zhuǎn)動速率和方向，圖像放大和縮小、焦距推近與拉遠等進行控制。1多處理器控制：支持圖像拼接控制器并聯(lián)和集聯(lián)方式，支持同時對多控制器的控制與操作，滿足大型系統(tǒng)的控制要求。1支持數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)：可以將系統(tǒng)的各項設(shè)置數(shù)據(jù)進行備份，在系統(tǒng)重新安裝時可方便進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，增加了系統(tǒng)的安全性。1綠色軟件可直接運行：DHDSCS為純綠色軟件，無需數(shù)據(jù)庫支持，不需安裝數(shù)據(jù)庫引擎，方便維護、備份等系統(tǒng)管理。提供可自動運行的安裝光盤，將各軟件模塊的安裝全部整合，便于用戶的安裝與系統(tǒng)的恢復(fù)。 軟件結(jié)構(gòu)及功能DHDSCS大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件由下列模塊構(gòu)成：控制器模塊VIEW AGENT 系統(tǒng)服務(wù)模塊SYS MANAGER 操作員平臺模塊VIEW CLIENT 網(wǎng)絡(luò)拷屏模塊SCREEN COPY 主控制器模塊*VIEW CONTROLLER（*僅在主從控制方式中使用）（1）控制器模塊（VIEW AGENT）控制器模塊（VIEW AGENT）安裝于圖像拼接控制器，是運行在控制器上的顯示控制軟件。它負責(zé)接收系統(tǒng)服務(wù)模塊（SYS MANAGER）發(fā)送的控制命令，操作顯示單元、切換輸入信號，并完成所設(shè)定的顯示方案。該程序安裝后不需任何設(shè)置即可運行，運行后自動最小化到控制器任務(wù)欄托盤中。（2）系統(tǒng)服務(wù)模塊（SYS MANAGER）系統(tǒng)服務(wù)模塊（SYS MANAGER）安裝運行于系統(tǒng)的控制計算機上。負責(zé)控制整個系統(tǒng)中的視頻矩陣，RGB矩陣，網(wǎng)絡(luò)中控和顯示屏等外部設(shè)備，并以RS232或TCP/IP兩種方式接受網(wǎng)絡(luò)中控的控制。接受遠程關(guān)機（VIEW AGENT，VIEW CONTROLER等）指令，預(yù)案顯示指令等。系統(tǒng)服務(wù)模塊（SYS MANAGER）軟件主界面如下圖：系統(tǒng)服務(wù)模塊（SYS MANAGER）的主要管理功能包括：功能描述用戶管理 新增、刪除用戶，多用戶角色與權(quán)限設(shè)定，用戶登陸信息管理。 通道管理 定義控制器的 RGB 輸入通道與 RGB 矩陣的輸出通道之間的對應(yīng)關(guān)系，定義控制器的視頻輸入通道與視頻矩陣的輸出通道之間的對應(yīng)關(guān)系。定義監(jiān)視器的視頻輸入通道與視頻矩陣的輸出通道之間的對應(yīng)關(guān)系。信號管理 定義視頻信號、 RGB 信號、網(wǎng)絡(luò) PC 信號等信號源與矩陣或網(wǎng)絡(luò) IP 的輸入通道之間的對應(yīng)關(guān)系，或者定義該信號源是否以直通方式輸入。進行信號源的新增、刪除、設(shè)置修改等管理，包括：信號通道編號、矩陣輸入通道號、信號描述、直通方式選擇、網(wǎng)絡(luò) PC 的 IP 地址、主機說明等。 大屏管理 包括設(shè)置顯示墻選用的顯示設(shè)備廠商、型號。 DHDSCS大屏幕管理軟件支持各種類型、各種品牌顯示屏。可設(shè)置各類顯示設(shè)備在直通方式下顯示單元 ID 與矩陣輸出端口的對應(yīng)關(guān)系。 矩陣管理 對視音頻矩陣、 RGB 矩陣進行新增、刪除、設(shè)置、修改等管理。 DHDSCS大屏幕管理軟件支持矩陣添加的繼承性，凡是本軟件曾經(jīng)支持接入的各廠商、型號的矩陣，在新的項目中用戶只需要簡單的選擇廠商、矩陣型號即可接入，不需要做任何額外的設(shè)置和定制開發(fā)。而對于從未接入過的新型號矩陣設(shè)備，通過矩陣控制字定義功能，用戶或工程商也可以便捷接入，而不再需要通過軟件開發(fā)商的專門定制開發(fā)，一切盡在用戶掌控中。 日志管理 全面記錄控制器模塊、操作平臺模塊與服務(wù)模塊之間的各種通訊、操作的日志。 DHDSCS大屏幕管理軟件的日志管理不同于傳統(tǒng)的僅記錄操作員的登錄和使用狀態(tài)的情況，而是記錄各種軟、硬件設(shè)備及操作之間的相互關(guān)系，從而為系統(tǒng)故障診斷的遠程服務(wù)提供了可靠的依據(jù)。 圖像控制器通訊設(shè)置 設(shè)置服務(wù)模塊與之通訊的圖像控制器的 IP 地址、端口號、激活狀態(tài)等。 服務(wù)器端口設(shè)置 設(shè)置安裝該服務(wù)模塊軟件的計算機的通訊端口，該計算機與圖像控制器進行通訊，以實現(xiàn)服務(wù)模塊軟件與控制器軟件的通訊與控制。 單元設(shè)置 包括顯示屏的通訊設(shè)置、顯示屏 ID 和編號對應(yīng)設(shè)置。用于設(shè)置 顯示屏的 COM 端口號、 波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位、停止位、控制流等，同時，設(shè)置 各顯示屏的編號方案與顯示屏 ID 的對應(yīng)關(guān)系。 界面風(fēng)格設(shè)置 為用戶提供個性化的軟件界面風(fēng)格設(shè)置，如：“現(xiàn)代工業(yè)”、“摩登時代”、“恬淡雅致”等界面風(fēng)格 數(shù)據(jù)管理 包括數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)。可以將服務(wù)模塊進行的各項設(shè)置數(shù)據(jù)進行備份，在系統(tǒng)重新安裝時可方便進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，而不必重新進行各項設(shè)置。 （3）操作員平臺模塊（VIEW CLIENT）操作員平臺模塊（VIEW CLIENT）是大屏顯示系統(tǒng)的客戶端操作平臺，安裝運行于客戶的操作員計算機中。該軟件模擬實際的大屏幕顯示墻，集成了所有監(jiān)控和操縱的信息?；赥CP/IP方式，大屏上實時顯示的信息（窗口大小，種類，信號類型，信號通道等）在客戶端都有提示和顯示。操作員平臺模塊（VIEW CLIENT）可以安裝在網(wǎng)絡(luò)中任一經(jīng)授權(quán)可以和系統(tǒng)服務(wù)模塊（SYS MANAGER）通訊的PC上。操作員平臺模塊（VIEW CLIENT）軟件主界面如下圖：操作員平臺模塊（VIEW CLIENT）的主要管理功能包括：功能描述用戶信息設(shè)置 設(shè)置用戶名稱、拼接定義（如：M*N ）、單屏分辨率（如 1024*768 或 1400*1050 等）、模擬屏的大小位置等。 顯示模式設(shè)置 設(shè)置信號開窗參數(shù)、窗口風(fēng)格、窗口比例、窗口位置等，信號源選擇、信號參數(shù)調(diào)整、捕獲顯示墻圖像設(shè)置等。 預(yù)案設(shè)置與管理設(shè)置顯示預(yù)案、設(shè)置預(yù)案運行時間、預(yù)案熱鍵等。 設(shè)備管理 對圖像拼接控制器、顯示屏的開、關(guān)進行管理，對顯示屏的調(diào)試