DVI矩陣切換器及工程應(yīng)用
來(lái)源:中國(guó)數(shù)字音視網(wǎng) 編輯:數(shù)字音視工程 2009-05-05 00:00:00 加入收藏
DVI信號(hào)的工程應(yīng)用中有兩大問(wèn)題需要解決,因?yàn)樾盘?hào)源和顯示設(shè)備都已具有DVI接口,因此,傳輸和切換就成為主要問(wèn)題,關(guān)于DVI的傳輸,前面已有文章作過(guò)專門(mén)討論,現(xiàn)在主要討論DVI的矩陣切換問(wèn)題。
DVI信號(hào)是最大碼流1.65G(1600×1200×60時(shí))的四路數(shù)字信號(hào),在作矩陣切換時(shí)有許多與模擬矩陣不同的問(wèn)題。如果是一般的DVI切換,可利用DVI的解/編碼等芯片完成(甚至也有用繼電器方式解決的,在實(shí)際使用中根本不可取,因?yàn)闆](méi)有驅(qū)動(dòng)能力,傳輸距離太短)。例如將DVI信號(hào)解碼為并行數(shù)據(jù),由于此時(shí)碼流較低(最大為165MHZ),可利用通用數(shù)字電路進(jìn)行切換,然后再編碼。但由于走線結(jié)構(gòu)問(wèn)題,這種方式可形成的切換器較小,在2選1,4選1這種范圍,再大時(shí)就很難完成了,因此要用到專用的高速芯片完成矩切換,如目前已有的3.3G的切換芯片就可構(gòu)成8選8的DVI矩陣切換。
相比之下,切換芯片本身倒不是矩陣切換器的主要問(wèn)題,主要問(wèn)題在于其間的技術(shù)工藝問(wèn)題,最典型的問(wèn)題是驅(qū)動(dòng)能力和走線工藝。
DVI信號(hào)正常的傳輸距離在7米左右,作為矩陣切換器的輸入/輸出端口,因?yàn)椴恢佬盘?hào)是從多遠(yuǎn)處“走”來(lái)的,還“剩”多少驅(qū)動(dòng)能力,而切換器本身要有接插件和內(nèi)部走線(接插件對(duì)驅(qū)動(dòng)能力的損失比我們預(yù)想的大很多),工程中不可能去冒險(xiǎn)只利用原信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力,因此會(huì)在輸入端口先進(jìn)行Repeater,完成切換器與路程的“隔離”,形成“一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度”。同理在輸出端口上也不敢不作驅(qū)動(dòng)處理,否則輸出的線路有可能(極有可能)達(dá)不到“一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度”(實(shí)驗(yàn)結(jié)果是最多能保留一半),這樣矩陣對(duì)外部條件要求得太高,工程中無(wú)法應(yīng)用。這種“隔離”的作法相當(dāng)于加了16套R(shí)epeater,成本有較大增加,并在內(nèi)部的聯(lián)接和走線方面帶來(lái)許多技術(shù)問(wèn)題。將輸入和輸出端口完全隔離的作法也有其配備靈活的好處。實(shí)際工程中,如果事先能考慮到走線的距離和信號(hào)接口,就可利用輸入,輸出接口板替換的方式,完成多種功能組合。例如輸入接口板可以是簡(jiǎn)單的Repeater;也可以是光纖接收器,直接從光纖中得到DVI信號(hào);也可以是電纜均衡器(Cable Equalizer)完成長(zhǎng)線接收;也可以是VGA轉(zhuǎn)DVI的轉(zhuǎn)換器,可將少量的VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換為DVI信號(hào),形成全數(shù)字系統(tǒng)。也在考慮將Video和Audio信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的接口板,完成下面要談到的多媒體數(shù)字矩陣的功能。輸出口亦然,簡(jiǎn)單的Repeater完成“一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度”的輸出;光纖發(fā)射器,將DVI信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為光信號(hào)進(jìn)入光纖傳輸系統(tǒng);也可將DVI轉(zhuǎn)換為VGA信號(hào),完成某些特殊應(yīng)用;也可輸出模擬或數(shù)字的Video、Audio信號(hào)。組合應(yīng)用非常靈活。
目前所應(yīng)用的是一塊34×34,3.3G碼流的數(shù)字切換芯片,按DVI信號(hào)4組為一路計(jì)算,可形成8×8的DVI矩陣(實(shí)際上輸入和輸出各富余2路),如果DVI信號(hào)沒(méi)有那么多,例如只有5×4的DVI信號(hào),那么輸入,輸出端口只占用了20×16,有14×18的富余,而這些富余通道完全可構(gòu)成,比如8×8或8×16的數(shù)字視頻,數(shù)字音頻的矩陣。因?yàn)樾酒P(guān)心的只是不超過(guò)3.3G碼流的數(shù)字流,無(wú)所謂DVI或視頻或音頻信號(hào)。隨著數(shù)字應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)字視頻(SDI、D1、MPEG2、MPEG4等)和數(shù)字音頻有了很多應(yīng)用,在將來(lái)HDMI(1.95G)或HDCP標(biāo)準(zhǔn)完成及應(yīng)用開(kāi)始之后,本款DVI的矩陣配合HDMI接口板,完全可適用與HDMI的矩陣切換,因?yàn)閷?shí)際上,該矩陣是一款高速數(shù)字矩陣。在目前看,本款DVI矩陣配合各種不同的輸入,輸出接口板,就可形成一款多媒體數(shù)字矩陣,配合靈活的控制介面,本矩陣將是一款現(xiàn)場(chǎng)可編程(現(xiàn)場(chǎng)決定DVI,數(shù)字視頻,數(shù)字音頻的入/出路數(shù))的多功能媒體矩陣,其帶來(lái)的好處是不言而喻的。
工程應(yīng)用舉例,系統(tǒng)框圖如下:
會(huì)議室距機(jī)房的距離在120—200米左右不等,考慮到電磁環(huán)境差,又要保證圖像質(zhì)量(最大分辨率1280×1024)因此干線傳輸利用光纖傳輸系統(tǒng),即可保證圖像質(zhì)量又可解決電磁環(huán)境問(wèn)題。
每個(gè)會(huì)議室中,考慮到計(jì)算機(jī)距投影機(jī)在20米左右,因此在投影機(jī)一端(后端)使用 Cable Equalizer 保證傳輸距離,專門(mén)改制一臺(tái)DVI的2選1與1分2合成的切換器完成本地信號(hào)與回傳信號(hào)的切換,并保證信號(hào)上行。本地其它信號(hào)如筆記本等VGA信號(hào),利用投影機(jī)的VGA通道直接顯示,不走數(shù)字系統(tǒng),因?yàn)榫嚯x很短,質(zhì)量可以保證,成本也低。
主控機(jī)房中,利用光接收器將上行的信號(hào)解調(diào)成DVI信號(hào),接入矩陣,矩陣輸出下行的DVI信號(hào)直接經(jīng)光纖傳輸系統(tǒng)下行,其中有些信號(hào)需要保留,可將DVI信號(hào)直接送到媒體存儲(chǔ)器當(dāng)中。本系統(tǒng)中視頻利用模擬方式,未進(jìn)入數(shù)字系統(tǒng)。
成本分析(僅是估算):
1.光纖傳輸與電纜傳輸
光纖3-4元/米,收/發(fā)器一對(duì)1萬(wàn)元
電纜25元/米,長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器4000元
按150米計(jì)算分別為10600元和8000元左右,價(jià)格可比
2 矩陣切換
模擬方式2.5萬(wàn)元左右,數(shù)字方式7.5萬(wàn)元左右,明顯高出,但考慮到存儲(chǔ)等格式轉(zhuǎn)換,相差沒(méi)有那么大。
3 本地系統(tǒng)
DVI 2選1+1分2,在4000元左右
Cable Equalizer 在3000元左右,考慮到電纜,應(yīng)在7500元左右
模擬方式,電纜和分配器及切換器,應(yīng)在4000元左右
由此看來(lái),目前的數(shù)字應(yīng)用方案較之模擬方案,成本要高,主要是在矩陣切換方面(目前專用芯片價(jià)格太高,只能等其降價(jià),同時(shí)接口板的成本也較高),但得到的好處是所有投影機(jī)的質(zhì)量與筆記本的質(zhì)量相同,充分發(fā)揮了投影機(jī)的品質(zhì)且成功解決了長(zhǎng)距離傳輸和電磁環(huán)境問(wèn)題,性價(jià)比方面有其自有特點(diǎn)。因此在考慮工程方案時(shí),可考慮數(shù)字和模擬兩套方案,甲方要求質(zhì)量很高或有其它特殊情況,如距離很長(zhǎng)或電磁環(huán)境不好,經(jīng)費(fèi)方面不是過(guò)于緊張,可建議采用數(shù)字方案(數(shù)字的,光纖傳輸?shù)姆桨冈诩夹g(shù)領(lǐng)先性上應(yīng)無(wú)可挑剔,圖象質(zhì)量也確實(shí)漂亮)。
現(xiàn)在投影機(jī)的指標(biāo)越來(lái)越高,但實(shí)際上到達(dá)投影機(jī)的信號(hào)源質(zhì)量很難保證,造成高端顯示設(shè)備的浪費(fèi),以1280×1024×60為例,像素時(shí)鐘為108MHZ,按照奈奎斯持采樣原理,折合模擬帶寬在150MHZ左右,如果以電纜方式傳輸100米,即使配合較好的長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器,所能保障帶寬極限在150MHZ左右,顯示設(shè)備端的信號(hào)帶寬不會(huì)超過(guò)100MHZ(不信可以測(cè)量一下),對(duì)高端顯示設(shè)備而言是極大的浪費(fèi)。
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