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目前拼接处理器可分为四类,即嵌入式纯硬件架构、PCI-E总线架构、分布式网络架构、混合架构。
(1)嵌入式纯硬件架构
整机结构通常会采用“背板+信号采集板+主控板+信号输出板”的设计,信号采集板进行诸如视频采集、缩放、叠加、格式转换等信号处理工作,通过背板总线将经过处理的信号传送给主控板的FPGA信号处理系统,通过嵌入式ARM系统实现对主控FPGA配置、与上位PC机通信、系统间的数据交换等功能,通过信号输出板将信号输出给显示终端。
纯硬件架构拼接处理器的结构相对简单、不容易出现系统故障;采集板和输出板可热插拔,易于更换;可实现多路、多格式信号的采集和处理;背板交换式技术和输出板卡统一时钟技术确保了多路信号输出的同步性;每一路DVI输出信号的分辨率均可自定义,符合LED显示屏的拼接特点。
诸多特点使纯硬件架构迅速成为当今拼接处理器领域的主流产品之一。但是,由于采用了FPGA作为核心的图像处理单元,算法的优劣决定了一款拼接处理器处理效果的好坏,尤其是图像缩放的算法,如何进行优化以达到更清晰的显示效果,已经成为判定纯硬件拼接处理器产品价值的重要指标。
(2)PCI-E总线架构
通常总线架构的拼接处理器采用PCIExpress技术,可用数据带宽高达上百Gbps。主机配备高性能的CPU及大容量内存,可根据应用领域的不同预装不同的操作系统(如64位的Windows7),并可直接运行各种应用程序。拼接处理器配备多张高性能的图形输出卡,每张输出卡拥有超高的内部带宽及显存,并且所有的输出图像都被同步以消除显示单元间的图像撕裂。同时还配有多张输入卡,支持多种信号格式,并能够对输入信号进行图像处理。
PCI-E总线架构拼接处理器就是一台高性能的计算机,所有组件都选用各大硬件厂商*先进和成熟的技术,比如CPU可选用Intel,显卡可选用英伟达。所有计算机领域的高新技术也能够被快速的融合进来。这使得PCI-E总线架构拼接处理器在运算速度、图像处理、操作方式等方面具有无法比拟的优势。
PCI-E总线架构拼接处理器门槛很低,对于简单的应用,一台工控机,加上一个专业的多通道输出显卡即可实现。
另一方面,如何解决系统稳定性问题,如何设计一款直观且功能强大的控制软件,如何解决高总线带宽下数据传输的各种问题等,都需要强大的研发团队和雄厚的资金基础,同时需要经验的积累。就是说,高端的PCI-E总线架构拼接处理器不但需要满足信号采集、处理、拼接等*基本的应用,在系统稳定性、软件易用性等方面的设计等方面都需要更多的投入,才能使拼接处理器满足各种严苛的应用环境。
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