【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像解码，特别是一种基于全国产化图像解码单元及其工作方法。
技术介绍
1、视频传输系统不仅要求稳定的实时数据传输，还需要具备低延时、高图像质量以及灵活的解码能力。为了满足这些要求，现阶段市面上的解决方案一般采用高速视频接口输出方式，然而，在某些特定应用场景下，现有技术方案却无法满足特定需求。
2、
3、此外，现有的解码方案普遍存在一些技术缺陷。首先，很多现有的视频解码输出接口仅支持常见的数字视频接口，而不支持pal（phase alternating line）等传统模拟接口，导致在一些需要传统视频输出的场景中，现有技术无法应用。其次，现有的解决方案传输延时较大，无法满足一些实时性要求较高的应用场景，尤其是在车载、机载等对视频实时性要求严格的情况下，延时问题尤为突出。延时过高会影响系统的反应速度，甚至影响安全性，成为限制技术应用的重要因素。再者，现有的单独基于fpga（现场可编程门阵列）的视频处理方案虽然具有一定的可定制性，但难以支持更多的视频处理任务，如视频水印叠加、事实图像分辨率信息输出、y字节分量提取等。这使得现有技术在一些高要求的应用中显得力不从心，无法满足市场日益增长的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种能够兼容传统模拟接口，具有低延时、高实时性以及具备强大视频处理能力的基于全国产化图像解码单元及其工作方法。
2、本专利技术的技术方案是：
3、本专利技术之一种基于全国产化
4、所述fpga芯片包括：
5、spi输入接口，通过接口单元与外部设备连接，用于接收外部设备发送的码流数据；
6、spi输出接口，与rk3588处理器连接，用于输出码流数据至rk3588处理器；
7、图像输入接口，与rk3588处理器连接，用于接收rk3588处理器解码后的图像数据；
8、读写接口，用于读写rk3588处理器解码后的图像数据；
9、pal输出接口，通过接口单元与外部设备连接，用于发送存放的图像数据给外部设备；
10、pal输入接口，用于接收pal输入信号并提供同步时钟和控制信号；
11、所述rk3588处理器的输出端通过多路pcie接口与fpga芯片相连，用于将解码后的图像数据发送给fpga芯片。
12、进一步，所述fpga芯片还包括：
13、同步输出串口：通过接口单元与外部设备连接，用于转发所接收的rk3588处理器解码后的图像数据；
14、gpio接口，与rk3588处理器连接，用于rk3588经spi接口读取fifo缓冲区内码流数据的中断和复位。
15、进一步，所述接口单元包括连接器xs1，连接器xs1为图像解码单元的内部数据口，且用于为图像解码单元供电；所述连接器xs1连接电源系统；外部设备的输出端经连接器xs1连接fpga芯片的至少两路spi输入接口；连接器xs1还连接fpga芯片的一路uart接口，用于调试；fpga芯片还经至少两路同步串口输出至rs422转换芯片，通过rs422转换芯片实现同步rs422电平经连接器xs1与外部设备连接，以转发所接收的rk3588处理器解码后的图像数据。
16、进一步，所述接口单元包括连接器xs2~ xs4；所述连接器xs2和xs3为模拟视频输出口，连接器xs4为同步信号输入口；所述rk3588处理器的输出端通过bt656接口与fpga芯片连接；所述fpga芯片经第一转换芯片连接至连接器xs2，还经第二转换芯片连接至连接器xs3，所述第一转换芯片和第二转换芯片用于将rgb信号格式转成pal信号发送给外部设备；连接器xs4经第三转换芯片连接至fpga芯片的输入端，第三转换芯片用于外部的pal信号转换为bt656信号格式发送给fpga芯片。
17、进一步，所述接口单元包括连接器xs5，所述连接器xs5为图像解码单元的程序升级口，用于程序调试和升级，所述rk3588处理器和fpga芯片通过各调试接口与连接器xs5电连接；所述rk3588处理器的rgmii端口与连接器xs5之间还连接有千兆以太网，用作调试网口。
18、本专利技术之一种基于全国产化图像解码单元的工作方法，包括以下步骤：
19、s1：fpga通过至少一种通信接口接收外部设备传输的码流数据，经处理后存入内部缓存区，并在收到指令后将缓存区中待处理的码流数据发送给rk3588处理器；
20、s2：rk3588处理器接收到将码流数据后进行数据解码处理，并将解码后的图像数据传输回fpga进行存储；
21、s3：fpga判断是否接收到外部pal输入信号，若接收到pal输入信号，fpga基于pal输入信号读取存储的图像数据并输出；若未接收到pal输入信号，fpga则模拟pal输入信号时序，读取存储的图像数据并输出。
22、进一步，s1中，所述fpga的收发码流数据的流程包括：
23、s1-1：fpga通过至少一种串行通信接口接收外部设备传输的串行码流数据；
24、s1-2：fpga利用所述串行通信接口的时钟信号，对接收到的串行码流数据进行实时采样，并将采样到的串行码流数据转换为并行码流数据，存入内部缓存区；
25、s1-3：fpga在接收到rk3588处理器发送的控制命令后，将所述缓存区中待处理码流数据的有效长度信息回传至rk3588处理器；
26、s1-4：rk3588处理器根据接收到的数据长度，通过控制时钟信号读取相应长度的码流数据，并将接收到的码流数据解码为原始图像数据，完成数据的处理。
27、进一步，s1和s2中，fpga接收来自外部设备的至少两路spi串行数据码流，经处理后存入fifo缓冲区，在接收到rk3588处理器发送的控制命令后，将fifo缓冲区内的码流数据通过spi接口转发给rk3588处理器；rk3588处理器接收到码流数据后进行数据解码处理，并将解码后的图像数据通过pcie接口以h2c的方式传输回fpga；fpga接收到rk3588处理器传输的图像数据后，将其存储在其内部的存储器中。
28、进一步，s2中，fpga 接收图像数据的流程包括：fpga在进行存储器的读写操作之前，通过fifo缓冲区对前一级数据进行缓存；然后采用乒乓操作方式进行存储器的读写，在写入数据时，选择与当前写入操作不同的bank进行数据读取，以避免读写冲突。
29、进一步，s3中具体包括以下步骤：fpga判断是否接收到外部pal输入信号；若接收到pal输入信号，则基于pal输入信号的时序，从存储器中读取图像数据，并通过至少两路pal输出信号输出该图像数据；若未接收到pal输入信号，则fpga模拟pal输入信号的时序，按照模拟的pal时序，从存储器中读本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于全国产化图像解码单元，包括处理单元、接口单元和电源系统；其特征在于，所述处理单元包括国产的RK3588处理器和FPGA芯片；
2.根据权利要求1所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述FPGA芯片还包括：
3.根据权利要求1或2所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述接口单元包括连接器XS1，连接器XS1为图像解码单元的内部数据口，且用于为图像解码单元供电；所述连接器XS1连接电源系统；外部设备的输出端经连接器XS1连接FPGA芯片的至少两路SPI输入接口；连接器XS1还连接FPGA芯片的一路UART接口，用于调试；FPGA芯片还经至少两路同步串口输出至RS422转换芯片，通过RS422转换芯片实现同步RS422电平经连接器XS1与外部设备连接，以转发所接收的RK3588处理器解码后的图像数据。
4.根据权利要求1或2所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述接口单元包括连接器XS2~ XS4；所述连接器XS2和XS3为模拟视频输出口，连接器XS4为同步信号输入口；所述RK3588处理器的输出端通过BT656接
5.根据权利要求1或2所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述接口单元包括连接器XS5，所述连接器XS5为图像解码单元的程序升级口，用于程序调试和升级，所述RK3588处理器和FPGA芯片通过各调试接口与连接器XS5电连接；所述RK3588处理器的RGMII端口与连接器XS5之间还连接有千兆以太网，用作调试网口。
6.一种基于全国产化图像解码单元的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述基于全国产化图像解码单元的工作方法，其特征在于，S1中，所述FPGA的收发码流数据的流程包括：
8.根据权利要求6或7所述基于全国产化图像解码单元的工作方法，其特征在于，S1和S2中，FPGA接收来自外部设备的至少两路SPI串行数据码流，经处理后存入FIFO缓冲区，在接收到RK3588处理器发送的控制命令后，将FIFO缓冲区内的码流数据通过SPI接口转发给RK3588处理器；RK3588处理器接收到码流数据后进行数据解码处理，并将解码后的图像数据通过PCIE接口以H2C的方式传输回FPGA；FPGA接收到RK3588处理器传输的图像数据后，将其存储在其内部的存储器中。
9. 根据权利要求8所述基于全国产化图像解码单元的工作方法，其特征在于，S2中，FPGA 接收图像数据的流程包括：FPGA在进行存储器的读写操作之前，通过FIFO缓冲区对前一级数据进行缓存；然后采用乒乓操作方式进行存储器的读写，在写入数据时，选择与当前写入操作不同的Bank进行数据读取，以避免读写冲突。
10.根据权利要求8所述基于全国产化图像解码单元的工作方法，其特征在于，S3中具体包括以下步骤：FPGA判断是否接收到外部PAL输入信号；若接收到PAL输入信号，则基于PAL输入信号的时序，从存储器中读取图像数据，并通过至少两路PAL输出信号输出该图像数据；若未接收到PAL输入信号，则FPGA模拟PAL输入信号的时序，按照模拟的PAL时序，从存储器中读取图像数据，并通过至少两路PAL输出信号输出该图像数据。
...【技术特征摘要】
1.一种基于全国产化图像解码单元，包括处理单元、接口单元和电源系统；其特征在于，所述处理单元包括国产的rk3588处理器和fpga芯片；
2.根据权利要求1所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述fpga芯片还包括：
3.根据权利要求1或2所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述接口单元包括连接器xs1，连接器xs1为图像解码单元的内部数据口，且用于为图像解码单元供电；所述连接器xs1连接电源系统；外部设备的输出端经连接器xs1连接fpga芯片的至少两路spi输入接口；连接器xs1还连接fpga芯片的一路uart接口，用于调试；fpga芯片还经至少两路同步串口输出至rs422转换芯片，通过rs422转换芯片实现同步rs422电平经连接器xs1与外部设备连接，以转发所接收的rk3588处理器解码后的图像数据。
4.根据权利要求1或2所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述接口单元包括连接器xs2~ xs4；所述连接器xs2和xs3为模拟视频输出口，连接器xs4为同步信号输入口；所述rk3588处理器的输出端通过bt656接口与fpga芯片连接；所述fpga芯片经第一转换芯片连接至连接器xs2，还经第二转换芯片连接至连接器xs3，所述第一转换芯片和第二转换芯片用于将rgb信号格式转成pal信号发送给外部设备；连接器xs4经第三转换芯片连接至fpga芯片的输入端，第三转换芯片用于外部的pal信号转换为bt656信号格式发送给fpga芯片。
5.根据权利要求1或2所述的基于全国产化图像解码单元，其特征在于，所述接口单元包括连接器xs5，所述连接器xs5为图像解码单元的程序升级口，用于程序调试和升级，所述rk3588处理器和fpga芯片通过各调试接口与连接器xs...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨冰，胡鹏，杨雪，汪晴，
申请(专利权)人：湖南欧实电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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