專利名稱：串接式信號采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種信號采集裝置。更具體而言，涉及一種串接式信號采集裝置。
背景技術：
目前常見的視頻采集卡主要可分成插卡式及外接式兩種。插卡式的視頻采集卡一般是插接于主機板上的擴充插槽，以根據(jù)PCI或ISA規(guī)格進行信號傳輸。插卡式的視頻采集卡可不需外接電源，但安裝上較為麻煩，且受到插槽數(shù)量的限制，可擴展性差。[0003] 另外，有些外接式的視頻采集卡可通過RS-232或RS-485接口與計算機裝置相接，但這類型的視頻采集卡通常不具有熱插拔的功能，使用上較為不便。因此，目前也發(fā)展出了基于USB接口的視頻采集卡，其中USB不僅可支持熱插拔、具有雙向傳輸功能、且具有市場普及性。然而，由于受到USB帶寬的限制，此視頻采集卡仍無法實現(xiàn)高速實時的數(shù)據(jù)傳輸與存儲。

實用新型內容鑒于現(xiàn)有技術所存在的問題，本實用新型提供了一種可高速傳輸所采集信號的信號采集裝置。 本實用新型提供一種信號采集器的串接結構，通過倍數(shù)硬件數(shù)量以提高總體性能，解決了 DVI接口與USB接口帶寬不對等的問題。 本實用新型藉由串接多個信號采集器，并分配每一信號采集器的采集任務，以降低每一 USB傳輸線的傳輸負荷，進而提高整體系統(tǒng)的傳輸速率。 本實用新型的每一信號采集器之間通過一幀同步信號來溝通其串聯(lián)順序。本實用新型藉由DVI-D線纜中的模擬信道來傳送幀同步信號，因此每一信號采集器之間不需連接額外的傳輸線纜。 根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供一種串接式信號采集裝置。此串接式信號采集裝置包含第一信號采集器、第二信號采集器、及DVI-I線纜。第一信號采集器包含第一輸入接口、第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片、第一輸出接口、以及第一USB接口，其中第一輸入接口、第一輸出接口以及第一USB接口均耦合至第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片。第二信號采集器包含第二輸入接口 、第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片、第二輸出接口 、以及第二 USB接口 ，其中第二輸入接口 、第二輸出接口以及第二 USB接口均耦合至第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片。第一輸入接口用以接收視訊信號并傳送至第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片。第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片產生一幀同步信號及對應視訊信號的圖像信號，并將視訊信號及幀同步信號傳送至第一輸出接口 、將圖像信號的一第一部份傳送至第一 USB接口 。 DVI-I線纜具有第一端及第二端，分別連接第一輸出接口及第二輸出接口，用以將視訊信號及幀同步信號傳送至第二輸出接口。第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片接收視訊信號及幀同步信號，且產生對應視訊信號的圖像信號。第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片傳送視訊信號至第二輸出接口，且根據(jù)幀同步信號傳送圖像信號的第二部份至第二 USB接口 。[0009] 結合以下的較佳實施例的敘述與附圖說明，本實用新型的目的、實施例、特征、及優(yōu)點將更為清楚。

從下述的本實用新型的實施例的詳細描述，且結合附圖，將能更完全地理解及體會本實用新型，其中附圖為 圖1為根據(jù)本實用新型一實施例所繪示的串接式信號采集裝置的模塊連接示意圖。
具體實施方式本實用新型揭示一種信號采集裝置，通過兩個以上信號采集器的串接而提高信號傳輸?shù)乃俣?。為了使本實用新型的敘述更加詳盡與完備，可參照下面結合圖1的描述。但是以下實施例中所述的裝置、組件及方法步驟，僅用以說明本實用新型，并非用以限制本實用新型的范圍。 圖1為根據(jù)本實用新型一實施例所繪示的串接式信號采集裝置10的模塊連接示意圖，包含一第一信號采集器100、一第二信號采集器200、及一 DVI-I線纜300。第一信號采集器100包含一第一現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片110、一第一輸入接口 120、一第一輸出接口 130、一第一儲存單元140、及一第一USB接口 150。在此實施例中，至少第一輸出接口 130及第二輸入接口 220為DVI-I接口，此接口包含對應數(shù)字規(guī)格信號及對應模擬規(guī)格信號的腳位。參考圖l，第一輸入接口 120包含用以傳送TMDS數(shù)字信號的數(shù)字腳位122及用以傳送RGB模擬信號的模擬腳位124。類似地，第一輸出接口 130也包含數(shù)字腳位132及模擬腳位134。 第一輸入接口 120連接至一視訊源20，以接收來自視訊源20的視訊信號。此視訊信號可經(jīng)由數(shù)字腳位122傳輸至第一 FPGA芯片110。第一 FPGA芯片110將視訊信號還原成多幀的圖像信號，同時產生一幀同步(framesynchronization)信號，其中圖像信號可暫存于第一儲存單元140。 第二信號采集器200的結構與第一信號采集器100類似，也包含了一第二 FPGA芯片210、一第二輸入接口 220、一第二輸出接口 230、一第二儲存單元240、及一第二 USB接口250。第一輸出接口 130及第二輸入接口 220通過DVI-I線纜300而連接，其中DVI-I線纜300包含對應數(shù)字腳位132及222的數(shù)字信道310以及對應模擬腳位134及224的模擬信道320。 第一 FPGA芯片110將所接收到的視訊信號及所產生的幀同步信號傳送至第一輸出接口 130，以通過DVI-I線纜300傳送至第二信號采集器200，其中視訊信號經(jīng)由數(shù)字信道310傳送，而幀同步信號則經(jīng)由模擬信道320傳送。第二 FPGA芯片210也會將視訊信號還原成一幀一幀的圖像信號，并暫存于第二儲存單元240。接著，第二 FPGA芯片210將所接收到的視訊信號傳送至第二輸出接口 230，以將視訊信號輸出至一顯示裝置30顯示。在此實施例中，第二輸出接口 230也包含數(shù)字腳位232及模擬腳位234，并通過數(shù)字腳位232來傳輸視訊信號。 一般來說，顯示裝置30所接收到的視訊信號與視訊源20所發(fā)出的視訊信號為完全相同的信號。[0017] 在信號采集的部份，第一 FPGA芯片110及第二 FPGA芯片210將所接收到的視訊 信號還原成圖像信號后，針對某一畫面(即一幀)的內容，第一FPGA芯片110及第二 FPGA 芯片210可分別規(guī)劃為用以采集畫面的上半部及下半部數(shù)據(jù)，再分別傳送至一計算機裝置 40。第一信號采集器100及第二信號采集器200分別通過第一USB接口 150與第二USB接 口 250與計算機裝置40的不同USB host端42及44連接。因此，所采集到的畫面上半部 及下半部數(shù)據(jù)可分別經(jīng)由兩個USB host端42及44傳送至計算機裝置40，而使整體系統(tǒng)的 帶寬加倍。 依此精神，本實用新型的串接式信號采集裝置可很容易地擴充為包含3個或3個 以上的信號采集器，其中每兩個信號采集器間皆通過DVI-I線纜彼此串接。因此，藉由本實 用新型所提供的串接式信號采集裝置，可隨實際應用所需，簡便地提高系統(tǒng)的信號采集能 力，有效地解決了 USB帶寬不足的問題。 以下將更詳細說明本實用新型的串接式信號采集裝置實現(xiàn)高速信號采集的運作 流程。 一般來說，與視訊源連接的第一個信號采集器做為主采集器，其它信號采集器則為副 采集器。主采集器將產生出一幀同步信號，并通過DVI-I線纜中的模擬信道將此幀同步信 號依序傳送至其它副信號采集器，使每個信號采集器可知道自己的串接順序。舉例來說， 主信號采集器可傳輸0x0 1序列號至第二信號采集器，第二個信號采集器收到之后再傳輸 0x02序列號至下一個信號采集器，依此類推。值得一提的是，由于DVI-I線纜中的模擬信道 包含至少3條信號線，因此幀同步信號可通過其中1條信號線傳送，而序列號可通過其中2 條信號線以I2C協(xié)議傳送。 每一信號采集器都分配到特定的序列號后，再由計算機裝置中的控制軟件來分配 任務，即分配各個信號采集器所要采集的部份。以圖1所示的實施例為例，第一FPGA芯片 110及第二 FPGA芯片210分別將所接收到的視訊信號還原成圖像信號并分別儲存于第一儲 存單元140及第二儲存單元240 。計算機裝置40中的控制軟件通過USB傳輸線傳送控制信 號給第一FPGA芯片IIO及第二FPGA芯片210，用以，舉例來說，控制第一FPGA芯片110采 集一畫面的上半部，并控制第二 FPGA芯片210采集一畫面的下半部。接收到控制信號后， 第一FPGA芯片110中的直接內存存取(DMA)控制單元11 5將從第一儲存單元140中采集 出對應畫面上半部的信號，并轉化成符合USB協(xié)議的信號，再通過第一 USB接口 150傳送至 計算機裝置40。類似地，第二 FPGA芯片120中的DMA控制單元215也從第二儲存單元240 中采集出對應畫面下半部的信號，再通過第二USB接口 250傳送至計算機裝置40。在此實 施例中，通過兩個信號采集器100及200的分工，使得整體信號采集裝置10的采集能力相 較于單一信號采集器100或200提高了兩倍。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用以限定本實用新型的專利范 圍；凡其它未脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在本實 用新型的權利要求書的范圍內。
權利要求一種串接式信號采集裝置，其特征在于，包含第一信號采集器，包含第一輸入接口，接收視訊信號；第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片，耦合至所述第一輸入接口以接收所述視訊信號，其中所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片產生幀同步信號及對應所述視訊信號的圖像信號；第一輸出接口，耦合至所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片，其中所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片傳送所述視訊信號及所述幀同步信號至所述第一輸出接口；和第一USB接口，耦合至所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片，其中所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片傳送所述圖像信號的第一部份至所述第一USB接口；DVI-I線纜，具有第一端及第二端，所述第一端連接至所述第一輸出接口；以及第二信號采集器，包含；第二輸入接口，連接至所述DVI-I線纜的第二端；第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片，耦合至所述第二輸入接口以接收所述視訊信號及所述幀同步信號，所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片產生所述圖像信號；第二輸出接口，耦合至所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片，其中所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片傳送所述視訊信號至所述第二輸出接口；和第二USB接口，耦合至所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片，其中所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片根據(jù)所述幀同步信號傳送所述圖像信號的第二部份至所述第二USB接口。
2. 如權利要求1所述的串接式信號采集裝置，其特征在于，所述第一輸入接口、所述第 一輸出接口 、所述第二輸入接口 、及所述第二輸出接口的每一個為DVI-I接口且包含模擬 腳位及數(shù)字腳位，且所述幀同步信號是由所述第一輸出接口的模擬腳位通過所述DVI-I線 纜傳送至所述第二輸入接口。
3. 如權利要求1所述的串接式信號采集裝置，其特征在于，所述第一信號采集器包含 耦合至所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片的第一儲存單元，所述第二信號采集器包含耦合至 所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片的第二儲存單元，所述第一儲存單元及所述第二儲存單元 用以暫存所述圖像信號。
4. 如權利要求3所述的串接式信號采集裝置，其特征在于，所述第一現(xiàn)場可編程門陣 列芯片包含第一直接內存存取控制單元，其中所述圖像信號的第一部份由所述第一直接內 存存取控制單元自所述第一儲存單元中采集而傳送至所述第一 USB接口 ；以及所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片包含第二直接內存存取控制單元，其中所述圖像信號 的第二部份由所述第二直接內存存取控制單元自所述第二儲存單元中采集而傳送至所述 第二USB接口。
5. 如權利要求l所述的串接式信號采集裝置，其特征在于，所述第一USB接口及所述第 二USB接口分別與計算機裝置連接，以接收來自所述計算機裝置的控制信號，其中所述控 制信號控制所述第一直接內存存取控制單元采集所述圖像信號的第一部分，且控制所述第 二直接內存存取控制單元采集所述圖像信號的第二部分。
6. 如權利要求1所述的串接式信號采集裝置，其特征在于，還包含第三信號采集器及 另一 DVI-I線纜，所述第三信號采集器通過所述另一 DVI-I線纜連接至所述第二信號采集 器的第二輸出接口。
專利摘要一種串接式信號采集裝置，包含第一信號采集器、DVI-I線纜和第二信號采集器。該第一信號采集器包含第一輸入接口，接收視訊信號，第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片，耦合至所述第一輸入接口以接收所述視訊信號，第一輸出接口，耦合至所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片，和第一USB接口，耦合至所述第一現(xiàn)場可編程門陣列芯片；該DVI-I線纜，具有第一端及第二端；以及該第二信號采集器包含第二輸入接口，連接至所述DVI-I線纜的第二端，第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片，耦合至所述第二輸入接口以接收所述視訊信號及所述幀同步信號，第二輸出接口，耦合至所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片，和第二USB接口，耦合至所述第二現(xiàn)場可編程門陣列芯片。
文檔編號H04N7/24GK201528403SQ20092017552
公開日2010年7月14日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權日2009年8月21日
發(fā)明者唐浩, 徐爽 申請人:輝達公司