可实现超高清LED显示屏的光纤控制系统

　　引言

　　本文介绍了几种可实现4K2K显示需求的超高清LED显示屏的10Gbps光纤控制系统设计方案，其中XAUI分离式10Gbps单路光纤通讯方案性价比最高。

　　目前在市场上，夏普、东芝、三星、LG等公司相继推出了4K2K超高清电视或裸眼3D电视（物理分辨率3840×2160），夏普的“ICC-4K”技术、东芝的“超解像”技术均可将当前的1080p信号倍线到3840×2160，4K2K规格无论是水平方向还是在垂直方向，都是现有主流全高清显示设备1920×1080p分辨率的2倍，总像素数量达到了800万以上，是全高清的4倍。

　　而在LED全彩显示领域，因具有无限拼接特点，超过4K2K的LED显示屏和3D LED显示屏早已问世。不过当前市场主流LED显示屏控制系统主要为近距离DVI输入双口千兆网模式和远距离2~3.125Gbps光纤通讯模式，8位色阶输入时单板支持的最大分辨率仅能达到1280×1024（60Hz，无压缩），若要支持超高分辨率显示，必须采用多卡或多控制器系统，并搭配昂贵的视频分割放大器才能实现，但支持的源信号输入依然是1280×1024。显然，当前的LED显示屏控制系统已滞后于视频和通信技术的发展，满足不了市场和用户的更高需求。为此，我们在研制前一代2~3.125Gbps LED显示屏光纤控制器的基础上，采用成熟的万兆网通讯技术和器件，设计了一种支持HDMI 1.4a音视频输入的超高清LED显示屏10Gbps光纤控制系统，大幅度提升了传统LED显示屏控制器的带宽、功能和性价比。

　　总体设计方案

　　图1所示为超高清LED显示屏10Gbps光纤控制系统整体逻辑设计，分为发送和接收两部分，其中发送部分包括HDMI输入口、DVI输入口、USB接口、ADV7619、CP2102、FPGA、DDR、Flash、PCIe插口、外设和光纤通讯，接收部分包括光纤通讯（与发送部分完全相同）、FPGA、10~12路千兆网PHY输出矩阵、DDR、Flash、外设、音频输出和多功能接口。

　　1. 音视频输入

　　音视频输入解码芯片采用AMD公司的HDMI/DVI双输入ADV7619代替传统单视频DVI芯片，支持HDMI 1.4a 36位色深1920×1080p高清电视、4k×2k超高清和3D电影视频播放，支持HBR和DSD S/PDIF多种数字音频格式。