指揮中心液晶大屏幕顯示系統(tǒng)建設(shè)方案

指揮中心液晶大屏幕顯示系統(tǒng)建設(shè)方案經(jīng)過對液晶拼接幕墻的建設(shè)目標(biāo)、使用要求和物理環(huán)境情況的了解，我們設(shè)計(jì)了這套液晶拼接幕墻系統(tǒng)方案。本系統(tǒng)將國際最卓越的高清晰度數(shù)碼顯示技術(shù)、投影墻拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、多路信號切換技術(shù)、集中控制技術(shù)等的應(yīng)用集合為一體，使整套系統(tǒng)成為一個擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法最先進(jìn)的大屏幕顯示系統(tǒng)。1.1、液晶拼接幕墻系統(tǒng)組成控制室液晶拼接幕墻由縱向8列，橫向3行組成，全部采用三星46’DIDTFTLCD單元組成，拼接成大屏幕顯示墻，并配以拼接控制子系統(tǒng)。液晶拼接幕墻系統(tǒng)組成：1）46’83投影拼墻墻體46’單屏尺寸為:1026mm(寬)580mm(高)46’8x3液晶拼接幕墻全屏顯示尺寸為：1026mmX8(寬)X580mmX3(高)=8208mm(寬)X1740mm(高)2）多屏拼接控制器3）大屏幕應(yīng)用管理系統(tǒng)（軟件）4)DVI傳輸線纜液晶拼接系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2、系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)大屏幕顯示系統(tǒng)的主要指標(biāo)如下：液晶顯示單元尺寸單屏顯示面積為1026mmX580mm，總的顯示面積為4104mmX1740mm顯示通道數(shù)量24路，24塊46寸液晶顯示單元拼接成一幅超大的完整圖像。計(jì)算機(jī)顯示通道數(shù)同時顯示多路路實(shí)時的計(jì)算機(jī)圖像。復(fù)合視頻顯示通道數(shù)同時顯示多路實(shí)時的計(jì)算機(jī)圖像。系統(tǒng)能確保24小時連續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)操作簡單，維護(hù)方便，使用壽命長；整個投影屏幕具有高分辨率、高亮度、高清晰度和對比度范圍寬等特點(diǎn)，色彩還原真實(shí)，圖像失真小，亮度均勻一致，顯示清晰，單屏周邊無眩光。完全能在室內(nèi)正常的辦公環(huán)境下能顯示清晰明亮的圖形、圖像效果；支持多屏圖像拼接，畫面可整屏顯示，也可分屏顯示，全屏范圍內(nèi)顯示無非線性失真效果，整個屏幕亮度均勻，無暗角或亮角等現(xiàn)象，畫面穩(wěn)定無閃爍，畫面能夠自由縮放、移動、漫游，不受物理拼縫的限制；采用軟件控制窗口的拼接與分割，屏與屏之間的拼縫不影響漢字和圖像的正確顯示；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)的各種應(yīng)用程序的窗口可以在投影屏上任意開窗口顯示，自由的跨屏移動、打開、改變大??；網(wǎng)絡(luò)視頻圖像網(wǎng)絡(luò)RB信號模擬視頻RB信號可以開窗方式顯示窗口可任意縮放、漫游、拖拽、切換顯示具備圖像漫游、縮放等顯示功能，畫面的移動且不以屏為界；1.3、系統(tǒng)設(shè)備功能及技術(shù)參數(shù)大屏幕顯示系統(tǒng)硬件設(shè)備包括：46寸液晶拼接幕墻、拼接控制器,VGA16*8信號切換矩陣。1.1.1.46寸液晶拼接幕墻選擇顯示單元主要考慮屋內(nèi)空間、色彩、分辯率、對比度、使用壽命等指標(biāo)，還要考慮設(shè)備的穩(wěn)定性及與系統(tǒng)配套能力。DIDTFTLCD的特征

DID（DigitalInfomationDisplay）TFT(Thin-FilmTransistor)LCD(LiquidCrystalDisplay)是專用產(chǎn)品液晶屏。它是根據(jù)應(yīng)用于安防、廣播電視、醫(yī)療、工業(yè)及公共媒體發(fā)布等領(lǐng)域轉(zhuǎn)業(yè)監(jiān)視器的技術(shù)要求而設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的，是繼NB、PC以TV之后的第四代LCD產(chǎn)品。其以卓越的顯示性能，已經(jīng)成為人們認(rèn)同的當(dāng)前最高端、最理想的液晶監(jiān)視器顯示屏。DIDTFTLCD液晶屏具有高亮度、高對比度、更好的彩色飽和度、更寬的視角、可靠性更好、純平面顯示、亮度均勻、影像穩(wěn)定不閃爍、120HZ倍頻刷新頻率、更長使用壽命等特征。下面讓我們具體介紹一下這些突出特征：

高亮度

與TV和PC液晶屏相比，DID液晶屏擁有更高的亮度。TV或PC液晶屏的亮度一般只有250~300cd/m2(≤20.1”)和400~500cd/m2(≥26”)，而DID液晶屏的亮度可以達(dá)到300~500cd/m2(≤20.1”)和700~800cd/m2(≥26”)。高對比度

DID液晶屏具有1000：1（<=20.1”）1500：1（≥26”）對比度，比傳統(tǒng)PC或TV液晶屏要高出一倍以上，是一般背投的三倍。更好的彩色飽和度

目前普通LCD和CRT的彩色飽和度只有72％，而DIDLCD可以達(dá)到92%的高彩色飽和度，這得益于DID新開發(fā)的色彩校準(zhǔn)技術(shù)，通過這個技術(shù)，除了對靜止畫面進(jìn)行色彩校準(zhǔn)外，還能對動態(tài)畫面進(jìn)行色彩的校準(zhǔn)，這樣才能確保畫面輸出的精確和穩(wěn)定。更寬的視角

PVA（PatternedVerticalAlignment）技術(shù)即“圖像垂直調(diào)整技術(shù)”，利用這種技術(shù)，可視角度可達(dá)雙170°以上(橫向和縱向)?？煽啃愿?/p>

普通液晶屏為電視，PC顯示器設(shè)計(jì)，不支持日夜連續(xù)使用；DID液晶屏為監(jiān)視器、廣告牌設(shè)計(jì)，支持在公眾場合日夜連續(xù)使用。

純平面顯示

LCD是平板顯示設(shè)備的代表，是真正的純平顯示器，完全無曲率大畫面，無變形失真。

亮度均勻，影像穩(wěn)定不閃爍

由于LCD每一個點(diǎn)在接收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，而不像CRT那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)。因此，LCD亮度均勻、畫質(zhì)高而且絕對不會閃爍。

120HZ倍頻刷新頻率

專利的120Hz倍頻液晶顯示技術(shù)，能有效解決圖像快速運(yùn)動過程中的拖尾和模糊，增強(qiáng)圖像的清晰度和對比度，使畫面更清澈，人眼長時間觀看也不易疲勞。

更長使用壽命

普通的NB、PC及TV使用的LCD液晶屏其背光源的使用壽命為1萬至3萬小時，而DIDLCD液晶屏背光源的使用壽命均可達(dá)5萬小時以上，這就確保了拼接幕墻使用的每片液晶屏在長時間使用后的亮度、對比度和色度的一致性并且確保幕墻的使用壽命不低于5萬小時。超薄窄邊設(shè)計(jì)

DID液晶屏在擁有超大顯示面積的同時，還有厚度薄，重量輕等優(yōu)勢，可以方便地拼接、安裝。一般46英寸的DIDLCD，其重量只有15KG，厚度不到10公分，拼接專用的液晶屏，其優(yōu)秀的窄邊設(shè)計(jì)，使其邊緣只有2.4mm-4.2mm，相對于46寸的大屏幕來說，這么小的邊緣完全不影響幕墻的整體顯示效果。系統(tǒng)的可用性

46寸液晶拼接幕墻具有很大的組合空間：既可以采用小屏拼接、也可以采用大屏拼接；既可以一對一單屏拼接，也可以一對mХn整屏拼接；還可以大小屏混合拼裝。我們將根據(jù)客戶對46寸液晶拼接幕墻系統(tǒng)提出的系統(tǒng)規(guī)模和應(yīng)用要求，選擇合適的產(chǎn)品和拼接方式，提出具體實(shí)施方案，滿足系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

我們將根據(jù)客戶對輸入信號的要求，選擇不同的視頻處理系統(tǒng)（監(jiān)視器專用視頻處理系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)VGA、復(fù)合視頻、S-VIDEO（可選）、YPBPR/YCBCR（可選）或DVI（可選）信號輸入，滿足不同使用場合，不同信號輸入的需求。

通過控制軟件，實(shí)現(xiàn)各種信號的切換、拼接成全屏顯示、任意組合顯示、圖像拉伸顯示、圖像漫游顯示、圖像疊加顯示等。

我們因應(yīng)客戶的不同需求，打造個性化系統(tǒng)，提供不同的實(shí)施方案和技術(shù)支持。

系統(tǒng)的先進(jìn)性

據(jù)賽諾平板電視第3季度季報(bào)顯示，2009年前3季度國內(nèi)平板電視內(nèi)銷出貨共計(jì)336萬臺，其中液晶電視內(nèi)銷出貨280萬臺，同比增長209%；等離子電視內(nèi)銷出貨56.5萬臺，同比增長28%。相對內(nèi)銷市場，2009年平板電視出口市場的增長速度更為迅速。據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)，2009年前3季度我國平板電視出口量共計(jì)約982萬臺。其中液晶電視出口933萬臺，同比增長103%；等離子電視出口49萬臺，同比增長302%。

據(jù)賽諾監(jiān)測數(shù)據(jù)，至2009年9月，40英寸以上(含40英寸)平板電視市場，等離子的銷量份額已被液晶電視壓至27%。

由此可見，在平板顯示領(lǐng)域，液晶具有絕對的優(yōu)勢，并從以往的小尺寸向大尺寸發(fā)展，全面領(lǐng)先其它平面顯示技術(shù)。監(jiān)視器所采用的液晶屏是DID液晶顯示屏，它是當(dāng)今世界上最新技術(shù)的液晶顯示屏，是專用的監(jiān)視器、廣告類液晶屏。

拼接幕墻采用自主研發(fā)的嵌入式拼接系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)PCI插卡式系統(tǒng)復(fù)雜、分時處理、故障率高等缺陷，實(shí)現(xiàn)了功能強(qiáng)大、系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡單的新一代46寸液晶拼接幕墻。系統(tǒng)的可靠性

監(jiān)視器、拼接幕墻一般要求一天24小時，一年365天連續(xù)工作，這就要求監(jiān)視器、拼接幕墻具有可靠性、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

影響系統(tǒng)可靠性主要包括溫升、結(jié)構(gòu)、干擾、以及系統(tǒng)本身的使用壽命等。系統(tǒng)的發(fā)熱量大，將大大減少系統(tǒng)器件的使用壽命，而如果設(shè)備很重，則不利于安裝和使機(jī)構(gòu)不堪重負(fù)。此外，系統(tǒng)的抗干擾能力也直接影響系統(tǒng)的可靠性。

拼接幕墻液晶屏選用高可靠性的DID液晶屏，其中46寸重量只有15KG，為目前同尺寸平板顯示設(shè)備中最輕的，功耗300W，如此低的能耗，使其發(fā)熱量非常小，以至于站在拼接幕墻前面，也感覺不到它的溫升。液晶獨(dú)特的顯示原理、全數(shù)字化的驅(qū)動系統(tǒng)，以及利用工程流體力學(xué)設(shè)計(jì)的空氣渦流散熱方法，確保幕墻的高可靠性和穩(wěn)定性，同時全鋼的幕墻機(jī)架和合理的工藝設(shè)計(jì)，使幕墻既無輻射也不受外界電磁場的干擾，穩(wěn)定可靠。

由于低功耗、重量輕、壽命長，無輻射等特點(diǎn)，使46寸液晶拼接幕墻可靠性極高，一般可正常工作5萬小時以上。

系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，就不能不提性價(jià)比，只有在高性能、高質(zhì)量的前提下，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性才有意義。

目前市面上也有等離子（PDP）的拼接幕墻，但其價(jià)格較高，一般一平方米的價(jià)格高達(dá)十幾萬，并且由于存在等離子烙印問題，也不適宜在一些顯示靜態(tài)圖像（安防、道路交通、港口碼頭等）的場合使用，總體性價(jià)比低。而DLP電視墻雖然價(jià)格比較低，但一年光燈泡的更換費(fèi)用就高達(dá)幾千塊每塊屏，一個幕墻加起少則幾萬，多則十幾萬，幾年下來，其費(fèi)用驚人。

46寸液晶拼接幕墻，以其優(yōu)異的性能，合理的價(jià)格在國內(nèi)外受到了廣泛的歡迎。其高達(dá)5萬小時的使用壽命，質(zhì)量穩(wěn)定，維護(hù)費(fèi)用低，是明智的不二選擇。技術(shù)指標(biāo)：面板類型：46寸TFTLCD真彩液晶屏屏幕比例：16：9亮度:700cd/㎡對比度：1700：1響應(yīng)時間：8ms分辨率：1366×768象素尺寸：0.7455mm×0.7455mm色彩數(shù)：16.7M有效面積:1018.00mm×572.00mm可視角度（左右/上下）：178°/178°輸入信號：YPbPr/HDMI/BNC/VGA/S端子/音頻電源：輸入電壓AC90-250V工作環(huán)境：溫度：0℃～40℃濕度：10%～85%壽命：50000小時外型尺寸：1026.0mm×580.0mm×59.0mm（W×H×D）重量：15kg1.1.2.拼接控制器拼接控制器，是一款高性能、高端圖像處理設(shè)備，能夠在多個顯示屏上同時顯示多個動態(tài)畫面，主要用于多屏幕拼接顯示控制，是大屏幕顯示系統(tǒng)的核心顯示控制設(shè)備。對于要求多個視頻顯示，要求高質(zhì)量畫面效果的場合，例如，指揮控制中心、視頻會議、多媒體多功能廳、禮堂，它是理想的現(xiàn)實(shí)解決方案。拼接控制器集圖像自由縮放、畫中畫動態(tài)顯示、多RGB信號實(shí)時數(shù)字處理技術(shù)與一身，所有的輸入信號可以自由的顯示在顯示墻窗口中，全面支持圖像的跨屏、漫游、畫中畫、疊加、縮放等高端顯示功能。使用拼接控制器顯示效果震撼，模式靈活多樣，用戶操作方便，維護(hù)簡單。拼接控制器支持多種視頻輸入方法，包括復(fù)合視頻，即DVD或攝像頭信號，計(jì)算機(jī)視頻，即電腦信號等。其中，復(fù)合視頻，支持N、P制自適應(yīng)；計(jì)算機(jī)視頻，支持從640x480到1600x1200的分辨率，其中，1024x768、1280x1024、1366x768等標(biāo)準(zhǔn)檔，支持60Hz，70Hz，75Hz等多種刷新頻率；數(shù)字視頻，是將圖像信號進(jìn)行高速數(shù)字傳輸?shù)囊环N方式，系統(tǒng)支持1920x1080等高端顯示模式。拼接控制器支持RGB/DVI輸出方式，包括多種視頻輸出格式和分辨率。拼接控制器提供了多種強(qiáng)大的多視頻并行處理功能，包括畫中畫窗口的位置、大小、縮放比例、疊加優(yōu)先級、畫面凍結(jié)等。針對每一個在屏幕上顯示的畫面，所有算法、操作均并行進(jìn)行，圖像沒有延遲、沒有丟楨現(xiàn)象。系統(tǒng)能夠按照用戶設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)輸入信號根本上的實(shí)時顯示和最好的圖像縮放還原效果。拼接控制器擁有多種控制方式，包括面板按鍵、紅外遙控、RS232串口、網(wǎng)絡(luò)等。隨機(jī)附帶畫面分割器控制軟件，可以方便的安裝在Windows操作系統(tǒng)上，也可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制1.1.2.1.拼接控制器特性拼接控制器VP2000系列的處理器是最新技術(shù)產(chǎn)品，產(chǎn)品以FPGA陣列為硬件基礎(chǔ)，采用并行高速圖形處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多路高速視頻信號的統(tǒng)一處理，從根本上解決了VGA信號輸入數(shù)量受到限制的問題。機(jī)器內(nèi)部由多個硬件模塊陣列構(gòu)成，基本硬件全部外國進(jìn)口，產(chǎn)品主要特點(diǎn)如下：獨(dú)創(chuàng)的FPGA硬件圖形并行處理技術(shù)FPGA(FieldProgrammableGateArray)，稱為現(xiàn)場可編程邏輯陣列，是最近新發(fā)展的硬件技術(shù)。FPGA芯片具有速度快，并行處理，功能靈活的特點(diǎn)，但芯片本身只是一個空白的硬件平臺，不具備任何功能，需要技術(shù)人員根據(jù)自己的要求對其進(jìn)行硬件編程。VP2000系列處理器的處理核心就是FPGA芯片陣列。系統(tǒng)具有高速信號處理技術(shù)，保證高分辨信號輸入輸出的實(shí)時處理。VP2000系列的處理器采用DDR技術(shù)作高速數(shù)據(jù)緩存，運(yùn)用流水線技術(shù)，對高速信號進(jìn)行分級順序處理，保證了信號的實(shí)時性。系統(tǒng)輸入標(biāo)準(zhǔn)分辨率可高達(dá)1600x1200x60Hz(需要預(yù)定)，非標(biāo)分辨率可以達(dá)到更高，并且保證每一禎都能夠?qū)崟r的處理完畢，輸入與輸出之間沒有時間拖延。在多單元顯示一路信號、一單元顯示多路信號、多單元多信號漫游疊加等情況下，顯示信號均無延遲。即便在所有輸入信號都漫游疊加在一起的極限情況下，所有信號一樣保持動態(tài)實(shí)時性。系統(tǒng)采用基于輸入端口的信號并行處理技術(shù)，有效的增加了輸入信號個數(shù)。系統(tǒng)通過芯片陣列，對高速圖形數(shù)據(jù)流進(jìn)行逐級處理，每一路信號輸入都對應(yīng)一列處理器。這樣就相當(dāng)于很多處理器同時工作，做到數(shù)據(jù)的并行處理，極大的提高了系統(tǒng)運(yùn)算速度。有效的使用并行處理技術(shù)使得數(shù)據(jù)得到分散處理，沒有了工控機(jī)單處理器的速度瓶頸，從而使得系統(tǒng)對輸入信號個數(shù)不敏感。就是說增加信號輸入個數(shù)，并不增加系統(tǒng)的總體運(yùn)算負(fù)擔(dān)，這樣系統(tǒng)就能夠接納多個高速信號。能夠有效的進(jìn)行多路VGA/RGB信號輸入，是VP2000系列的處理器與普通插卡式工控機(jī)相比，最大的性能優(yōu)勢。系統(tǒng)屬于純硬件數(shù)據(jù)處理，沒有運(yùn)行Windows和Linux操作系統(tǒng)，不是一臺計(jì)算機(jī)，不需要硬盤、光驅(qū)、顯卡等輔助設(shè)備。最新的基于LVDS高速數(shù)字信號交換體系VP2000系列的處理器采用所有輸入通道并行方式進(jìn)入核心處理模塊，每條總線使用4個高速LVDS信號，這與工控機(jī)拼接控制器的PIC總線有本質(zhì)上的區(qū)別。 普通工控機(jī)的PCI總線，基本結(jié)構(gòu)是多個PCI插卡使用同一組總線，一般是32個數(shù)據(jù)位。如下圖所示，6個卡使用同一PCI總線，實(shí)際上進(jìn)入核心處理器的數(shù)據(jù)只能是其中的一個卡上的信號，PCI總線要分時復(fù)用。由于CPU核心處理器同一時間只能處理一個信號，這樣的總線結(jié)構(gòu)對于這樣的CPU正好適合。VP2000系列的處理器采用并行處理結(jié)構(gòu)，這樣的總線是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到處理器速度需求的。工控機(jī)的PCI總線結(jié)構(gòu) 為適應(yīng)核心并行數(shù)據(jù)處理要求，VP2000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(dú)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(shí)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(jìn)行實(shí)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(shí)際使用。為解決此結(jié)構(gòu)問題，我們采用超高速LVDS進(jìn)行信號傳輸。LVDS，是低電平數(shù)字信號的簡稱，其特點(diǎn)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，本系統(tǒng)中使用的LVDS信號速度為2.5G/S，信號額定最高速度可以達(dá)到4G/S以上。使用LVDS進(jìn)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(jì)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VP2000系列的處理器基本系統(tǒng)節(jié)構(gòu)圖。多通道并行總線結(jié)構(gòu)及串行通信方式最新的NIOSII硬件控制系統(tǒng)VP2000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(jī)而言，只有一個CPU進(jìn)行核心運(yùn)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VP2000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(yùn)行。為解決此問題，我們選用了基于FPGA的高速軟內(nèi)核NiosII。NiosII處理器是Altera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(shí)現(xiàn)方式上，它們是在FPGA上通過編程的方式實(shí)現(xiàn)的，這也是與傳統(tǒng)的CPU的一個根本的差別。NiosII的總線采用了哈佛結(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(shí)現(xiàn)的，可以進(jìn)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(shí)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。NiosII系統(tǒng)總線自動對不同時鐘域進(jìn)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。VP2000系列的處理器使用一片F(xiàn)PGA，內(nèi)嵌NiosII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(shí)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(jìn)行高速通信。系統(tǒng)工作時，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。VP2000系列的處理器使用基于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；用一個芯片實(shí)現(xiàn)全部控制，編程調(diào)試簡單方便，易于升級。四、VP2000系列的處理器與普通工控機(jī)拼接卡系統(tǒng)的性能比較目前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)，需要從國外購買顯示處理卡進(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，需要插多個顯示卡，多卡使用同一組PCI總線，占用PCI總線資源，使用同一個CPU計(jì)算，分時占用CPU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)算速度和PCI總線傳輸速度。以普通InterCoreII，2.4G的CPU為例，可以接受4路VGA/RGB1024x768信號和8路或9路Video信號，可以支持16路輸出。一臺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)；計(jì)算核心：一個CPU，分時計(jì)算全部信號數(shù)據(jù)傳輸：8-12個PCI插槽；266-533MHz系統(tǒng)總線，各信號分時占用總線；輸出通道：數(shù)量2-32個；輸出通道分辨率640x480到1280x1024像素；輸入視頻：個數(shù)1-8個；格式NTSC或PAL自適應(yīng)；8路Video卡，視頻信號不能疊加；輸入RGB：個數(shù)1-4路；時鐘速度123M；采樣顏色深度16bpp；系統(tǒng)支持：WindowsXP/2000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信號多于2路時，系統(tǒng)分配給每路VGA信號的處理時間不足，導(dǎo)致信號實(shí)時性降低，基本現(xiàn)象就是鼠標(biāo)和動態(tài)圖像的不連續(xù)；有些工控系統(tǒng)號稱具有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輸入信號數(shù)量，并不能節(jié)約系統(tǒng)資源，結(jié)果仍然是多個信號同時顯示的時候，圖像實(shí)時性受影響。并且網(wǎng)絡(luò)信號采樣的質(zhì)量、實(shí)時性等受到網(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。實(shí)際計(jì)算，一路1280x1024@60Hz的普通計(jì)算機(jī)圖像信號，包含的數(shù)據(jù)速度為：1280(水平像素)x1024(垂直像素)x60(刷新率)x3(顏色深度24位)字節(jié)，即一秒鐘需要的數(shù)據(jù)量為235,929,600字節(jié)，即235M字節(jié)。加上TCP/IP協(xié)議包的頭尾，實(shí)際需要的網(wǎng)絡(luò)速度為300M。就是說，對于100M以太網(wǎng)，傳一路VGA信號，只能傳送有效數(shù)據(jù)的1/3，實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)每秒20楨。如果同時傳送兩路VGA信號，直接導(dǎo)致信號嚴(yán)重失真，不能實(shí)時顯示，播放圖像是圖像跳動。VP2000系列的處理器拼接控制系統(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，速度快，支持通道個數(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(yùn)行，不需要特殊維護(hù)。其基本性能特點(diǎn)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2.5Gb/s輸入視頻：單系統(tǒng)1-32路，內(nèi)部級聯(lián)后無限擴(kuò)展；格式NTSC或PAL自適應(yīng)；Video信號高速動態(tài)圖像補(bǔ)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(shí)時性不受影響；輸入RGB：實(shí)時頁面存儲，分級數(shù)據(jù)預(yù)處理；單系統(tǒng)1-32路，內(nèi)部級聯(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；支持DVI-I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(shí)時性不受影響；輸出通道：實(shí)時頁面存儲，數(shù)量1-40個，內(nèi)部級聯(lián)后，可依據(jù)當(dāng)前顯示窗口數(shù)無限擴(kuò)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DVI-I模擬數(shù)字接口；系統(tǒng)支持：不需要系統(tǒng)日常維護(hù)，不需要電腦支持軟件支持：VP200/2000遠(yuǎn)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)性能特點(diǎn)：多RGB信號并行處理 VP2000系列的處理器拼接控制器的所有核心處理模塊均并行工作，處理一路RGB信號只需要一個模塊即可，多個模塊并行工作，即可同時處理多個RGB信號。VP2000系列的處理器可以同時處理多達(dá)32個RGB信號。工控機(jī)插卡式拼接器使用CPU和PCI總線，所有信號串行，以目前的硬件速度，能夠同時實(shí)時處理4路RGB信號。實(shí)際應(yīng)用中：(1)、在大中型會議室環(huán)境下，VP2000系列的處理器可以讓多個領(lǐng)導(dǎo)、發(fā)言人、主持人的電腦、筆記本信號同時的、實(shí)時的、有側(cè)重的顯示在大屏幕上。(2)、在高級監(jiān)控環(huán)境中，視頻信號進(jìn)入硬盤錄像機(jī)，硬盤錄像機(jī)輸出為VGA信號。VP2000系列的處理器可以將大批量的硬盤錄像機(jī)送到大屏幕/拼接墻上。多Video信號并行處理 Video信號，就是普通的DVD或攝像頭信號，其信號速度為RGB電腦信號的1/3。VP2000系列的處理器拼接控制器的能夠解決大量Video信號處理問題，這些Video信號可以進(jìn)行疊加、漫游、單屏分割等操作。工控機(jī)插卡式拼接器對Video信號存在輸入個數(shù)、速度、顯示功能等限制。低端的Video采集不能實(shí)現(xiàn)信號疊加，只要有一個Video信號放在另一個Video信號上面，下面的那個Video信號立即停止刷新，靜止在那里。對于大量Video信號，工控機(jī)插卡式拼接器同樣存在處理速度不足的問題。實(shí)際應(yīng)用中，電視臺一般有多于幾十路的Video信號，使用2028可以將其全部同時實(shí)時顯示出來，并且能夠?qū)⑵淙我鈹[放。RGB信號和Video信號疊加 VP2000系列的處理器拼接控制器在信號處理過程中，對于RGB信號和Video信號同等對待，能夠做到RGB信號和Video信號的疊加、畫中畫等高級組合顯示功能。工控機(jī)插卡式拼接器對Video信號輸入采集與RGB信號處理等級不同，很難實(shí)現(xiàn)RGB信號和Video信號的疊加。實(shí)際應(yīng)用中，普通環(huán)境下，VP2000系列的處理器可以用主控電腦作為底圖，疊加一個輔助的電腦信號，同時可以將多個Video信號任意放置其上。實(shí)時處理 VP2000系列的處理器拼接控制器所有信號并行處理，從根本上保證了多信號的圖像處理速度，所有圖像處理每秒60楨。工控機(jī)插卡式拼接器進(jìn)行4個RGB信號同時處理時就開始存在速度問題。 實(shí)際應(yīng)用中，VP2000系列的處理器同時運(yùn)行16個RGB信號，每個RGB信號的電腦都播放一個.avi或.rm的視頻文件，絕對保證信號實(shí)時性，其顯示信號于電腦上的信號速度相同；工控機(jī)插卡式拼接器遇到此情況，各個RGB信號上的圖像會出現(xiàn)缺楨現(xiàn)象，圖像跳動嚴(yán)重?？焖賳?VP2000系列的處理器拼接控制器為純硬件構(gòu)架，啟動過程極快。純硬件系統(tǒng)，啟動過程不需要操作系統(tǒng)支持，全過程不到3秒鐘。一般的工控機(jī)插卡式拼接器啟動至少需要30秒，軟件安裝越多，啟動速度越慢。實(shí)際應(yīng)用中，VP2000系列的處理器能夠良好的適應(yīng)需要快速反應(yīng)的環(huán)境，全部系統(tǒng)上電，圖像可以在3秒鐘內(nèi)亮起來。支持高分辨率 VP2000系列的處理器拼接控制器支持極高分辨率輸入，其輸入分辨率可以定制。VP2000系列的處理器支持的輸入分辨率有：640x480……1280x1024、1366x768、1400x1050、1600x1200、1920x1080、2048x768、2048x1536、2048x2048、3072x768、3072x1536等，還可以支持例如：1888x768等極特殊分辨率，這樣用戶可以不用考慮分辨率問題。一般的工控機(jī)插卡式拼接器最高支持1600x1200分辨率，并且在這個分辨率下不保證信號實(shí)時性。實(shí)際應(yīng)用中，有些特殊場合需要特殊分辨率，例如大部分雷達(dá)信號、衛(wèi)星信號為2048x2048分辨率，VP2000系列的處理器可以有效地顯示這些高端信號。內(nèi)嵌矩陣支持更多的輸入信號 VP2000系列的處理器拼接控制器內(nèi)部嵌入了一個大規(guī)模矩陣，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，此矩陣可以擴(kuò)展。這樣就可以省掉外接矩陣以節(jié)省工程費(fèi)用，且系統(tǒng)集成度，設(shè)備維護(hù)方便，使用風(fēng)險(xiǎn)低。工控機(jī)插卡式拼接器是不可能內(nèi)嵌矩陣的，拼接和矩陣只能使用分體方式。 實(shí)際應(yīng)用中，客戶要將4個RGB信號和16個Video信號送到5x8的拼接墻上，只需要一臺BP-VP2000系列的處理器-0416即可，且信號能夠同時顯示在屏幕上。而使用工控機(jī)拼接器，一般要加一臺VGA8x4矩陣和一臺Video16x8矩陣，且只能同時顯示其中2個RGB信號和8個Video信號。自動地圖像識別建立過程 VP2000系列的處理器拼接控制器具有信號自動識別功能。在系統(tǒng)中新增加一個RGB電腦信號，只需要用軟件控制自動識別一次，系統(tǒng)就能夠記住此信號的分辨率、刷新頻率、水平垂直偏移、相位等多個參數(shù)，以后此信號在上拼接時不在需要調(diào)整。工控機(jī)拼接器對于一個陌生信號，必須手動調(diào)節(jié)參數(shù)。VP2000系列的處理器圖像自動識別過程，極大的方便了用戶開放性使用。 實(shí)際應(yīng)用中，在會議室，各個領(lǐng)導(dǎo)可以隨時將自帶的筆記本電腦信號通過拼接放到大屏幕上，自動識別僅需要5秒鐘。而工控機(jī)拼接器對于陌生信號，需要手工調(diào)整參數(shù)。就是說當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)需要將自己的筆記本電腦信號送到大屏幕上的時候，與會人員需要等待會場技術(shù)工作人員打開拼接控制軟件，手動調(diào)整好此信號，會議才能有效的繼續(xù)。窗口控制軟件 隨機(jī)附帶的窗口控制軟件，提供全面的實(shí)時的控制功能，所有的參數(shù)都可以使用此軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)。軟件有一個系統(tǒng)圖形界面，準(zhǔn)確地顯示當(dāng)前窗口布局和圖像位置信息，方便用戶參考。軟件窗口具有自由拖放、疊加功能，所有窗口操作均能實(shí)時的顯示在終端設(shè)備上。此軟件操作方便，好學(xué)易用，基本不需維護(hù)。 示例：多個圖像在一個單元或多個單元上實(shí)現(xiàn)圖像分割功能： 示例：多個圖像在一個單元或多個單元上實(shí)現(xiàn)圖像疊加功能： 示例：多個圖像實(shí)現(xiàn)圖像疊加縮放功能：技術(shù)指標(biāo)：視頻輸入：種類/個數(shù)：VGA/RGB、Video、DVI-I接口：VGA/RGB接口：15針-D插座，復(fù)合視頻Video接口：BNC插座，DVI數(shù)字接口：DVI-I插座電平：VGA/RGB信號：0.7V峰值復(fù)合視頻信號Video：1V峰值輸入阻抗：75歐姆行頻范圍：15kHz–100kHz場頻范圍：50Hz–120Hz輸入分辨率：640x480–1600x1200容許的直流電壓偏移最大值：0.5V視頻處理參數(shù)數(shù)字采樣：24位，每種顏色8位，160M采樣速率顏色個數(shù)：1678萬色視頻輸出參數(shù)種類/個數(shù)：VGA/RGB--1個、DVI-D–1個接口：VGA/RGB接口：15針-D插座，DVI數(shù)字接口：DVI-I插座電平：VGA/RGB信號：0.7V峰值輸出阻抗：75歐姆行頻范圍：15kHz–100kHz場頻范圍：50Hz–120Hz輸出分辨率：640x480–1600x1200直流電壓偏移最大值：25mV遠(yuǎn)程控制串行控制接口：RS-232，9針D插座波特率和協(xié)議：19200Bps，8位寬度，1停止位，沒有奇偶校驗(yàn)，沒有流控制串口接線：RS-232：2=TX，3=RX，5=GND網(wǎng)絡(luò)接口：RJ45網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率：10/100Base-T網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP，UDP程序控制：控制軟件，基于Windows操作系統(tǒng)其他電源：100-240VAC，50/60Hz，50W大?。焊鶕?jù)實(shí)際規(guī)模計(jì)算重量：根據(jù)實(shí)際規(guī)模計(jì)算無故障運(yùn)行時間：50000小時1.1.2.2.控制管理軟件軟件運(yùn)行在Windows9x／NT，2000環(huán)境；可實(shí)現(xiàn)對大屏幕投影墻顯示模式管理、窗口管理、投影機(jī)控制、預(yù)案管理等功能，且所有操作都能在軟件和控制界面上完成。該軟件安裝在用戶的控制PC上，使得對投影墻的操控方便、快捷，操作界面友好直觀。系統(tǒng)控制臺的主界面系統(tǒng)菜單系統(tǒng)菜單中的選項(xiàng)有拼接串口設(shè)置和退出兩項(xiàng)。拼接串口設(shè)置選項(xiàng)主要用于設(shè)置系統(tǒng)的通訊端口，控制臺列舉出系統(tǒng)所有的可用端口供用戶選擇?？蛇x擇通訊端可選擇通訊端口復(fù)位窗口菜單復(fù)位窗口用于關(guān)閉所有已打開的輸入通道。刷新屏幕每次讀取場景以后，控制軟件的虛擬窗口和大屏幕實(shí)際顯示的通道就不相同了，點(diǎn)擊刷新屏幕后控制軟件的虛擬窗口和大屏顯示就同步了。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

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)出場景保存窗口讀取場景系統(tǒng)保存過的場景，可通過此選項(xiàng)調(diào)出。點(diǎn)擊此按鈕，調(diào)出場景讀取窗口點(diǎn)擊此按鈕，調(diào)出場景讀取窗口打開輸入通道點(diǎn)擊相應(yīng)的輸入通道按鈕，打開所要顯示的信號窗口點(diǎn)擊相應(yīng)的輸入按鈕，打開所要顯示的信號窗口點(diǎn)擊相應(yīng)的輸入按鈕，打開所要顯示的信號窗口窗口屬性選擇設(shè)定模式，可以對顯示窗口的位置，窗口大小進(jìn)行自定義點(diǎn)擊相應(yīng)的輸入按鈕，打開所要顯示的信號窗口點(diǎn)擊相應(yīng)的輸入按鈕，打開所要顯示的信號窗口快捷方式點(diǎn)擊快捷方式可以指定輸入的通道在指定的窗口以單屏或幾塊屏拼接方式，或