1、.本溪市公安局开发区分局指挥中心技术方案沈阳格微软件有限责任公司2011 年 10 月 .目 录一、 系统概述 .41.1、项目概述 41.2、设计依据 41.3、设计原则 5二、 系统详细设计 .62.1、系统组成 62.2、系统结构 6三、 液晶大屏幕显示系统 .73.1、 液晶拼接幕墙系统组成 73.2、 系统主要技术指标 83.3、 系统设备功能及技术参数 9四、 LED 显示系统 344.1、LED 屏幕安装方式 .344.2、3.75 室内双基色屏 354.3、LED 系统简介及组成 .37五、 指挥中心装修改造 .455.1、工程概况 455.2、施工工艺说明 475.3、其他质
2、量保证措施 545.4、安全、消防、保卫管理 55六、 综合布线系统 .606.1、 设计依据与技术规范 606.2、 本系统设计指导思想 616.3、 布线系统 626.4、 综合结构化布线系统设计说明 636.5、 管线设计方案 65.6.6、 设备间弱电接地方式 67七、 现场环境要求 .68八、 施工办法和质量保证措施 .698.1、 项目实施 698.2、 施工组织设计 728.3、人员组织机构及管理体系 738.4、施工队伍管理 748.5、质量、安全保证措施 748.6、系统工程施工方案 81九、 系统测试及验收 .84十、 培训及服务 .86十一、指挥中心大屏系统报价. 87.
3、一、 系统概述1.1、项目概述为创造平安药都，构建和谐社会，服务人民，打击犯罪，维护稳定，适应新形势下公安工作，完成党委、政府赋予公安机关的各项任务，现对本溪市公安局开发区分局综合楼指挥中心进行整体设计。旨在提高公安机关信息畅通、指挥有力、手段先进、运转高效的指挥体系，同时兼顾技术先进、服务实战、节约资源、持续发展、稳定可靠、安全保密的原则。本溪市公安局开发区分局指挥中心建设总体工程主要分为指挥大厅、机房、电源室、会议室的装修，综合操作台，配电系统，房间布线，铺设防静电地板，视频监控系统（DID 拼接屏） ，LED 显示屏，报警台设备、UPS 电源和办公设备采购，原设备线路迁移等。1.2、设计
4、依据依据现有的国家标准、规范，并参照国际上通用的规范进行。基本技术依据的概念，在此为参照和等同。 （包括特性参数要求标准、特性参数测量方法规范标准、电气设计规范、安全要求等） 电子图纸及甲方的需求； 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92 会议系统的电及其音频性能要求GB/T5381-94 智能建筑设计标准GB/T50314-2000 扩声系统的声学特性指标与测量方法WH01-93 厅堂扩声系统声学特性指标GYJ25-86； 民用建筑隔声设计规范GBJ118-88 电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-92 声系统设备互联优选配接值GB/T14197-93 声系统设备互联用连接器的应用
5、GB/T15644-95 视听、视频和电视系统中设备互联的优选配接值.1.3、设计原则 先进性和可扩展性：现代信息技术的发展，新产品、新技术层出不穷。因此本系统在方案优化的情况下应充分利用现代最新技术，以使系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。但由于现代科学技术的飞速发展，故必须充分考虑今后的发展需要，设计方案必须具备前瞻性和可扩展性。这种可扩展性不仅充分保护了局方的投资，而且具有较高的综合性能价格比。本方案对此均作了充分考虑，以便于系统的扩展和升级。 科学性和规范性：从系统设计开始，包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程，都严格按照国家有关的标准和规范，做好系统的标准化设计和科学的管理工
6、作。最后提交正规的相关报告及全套施工图纸和技术资料供甲方存档。 安全性和可靠性：系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中尽量减少故障的发生。并从线路辐射、设备安装、系统调试以及对甲方人员的技术培训等方面，都满足可靠性的要求。总之，在系统设计过程中我们坚持实用性与适用性相结合, 保持设备档次性能的一致性。做到：选系统：系统性能配套、性能价格比合理、具有当前水平。选产品：设备性能易配接、可靠性高、安全性好。在可靠性高的条件下，选用高性能的产品。选用有信誉、售后服务好的厂家或代理商的名牌产品。选用在国内外大型、重点工程中经常被选用的产品。.二、 系统详细
7、设计2.1、系统组成指挥中心系统由许多子系统组合而成，包括液晶大屏幕系统、LED 大屏幕系统、网络系统、信号传输系统、综合布线系统。2.2、系统结构系统组织结构如下图所示：三、 液晶大屏幕显示系统经过对液晶拼接幕墙的建设目标、使用要求和物理环境情况的了解，我们设计了这套液晶拼接幕墙系统方案。本系统将国际最卓越的高清晰度数码显示技术、投影墙拼接技术、多屏图像处理技术、多路信号切换技术、集中控制技.术等的应用集合为一体，使整套系统成为一个拥有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法最先进的大屏幕显示系统。3.1、 液晶拼接幕墙系统组成控制室液晶拼接幕墙由纵向 8 列，横向 3 行组成，全部采用三星
8、 46DID TFT LCD 单元组成，拼接成大屏幕显示墙，并配以拼接控制子系统。 液晶拼接幕墙系统组成：1）4683 投影拼墙墙体46 单屏尺寸为: 1026mm(宽) 580mm (高) 468x3 液晶拼接幕墙全屏显示尺寸为：1026 mm X 8 (宽) X 580 mm X 3 (高) = 8208mm (宽) X 1740 mm (高)2）多屏拼接控制器3）大屏幕应用管理系统（软件）4) DVI 传输线缆液晶拼接系统系统结构图.3.2、 系统主要技术指标大 屏 幕 显 示 系 统 的 主 要 指 标 如 下 ： 液 晶 显 示 单 元 尺 寸单屏显示面积为 1026mmX580mm
9、，总的显示面积为 4104mmX1740mm 显 示 通 道 数 量24 路 ， 24 块 46 寸 液 晶 显 示 单 元 拼 接 成 一 幅 超 大 的 完 整 图 像 。 计 算 机 显 示 通 道 数同 时 显 示 多 路 路 实 时 的 计 算 机 图 像 。 复 合 视 频 显 示 通 道 数同 时 显 示 多 路 实 时 的 计 算 机 图 像 。 系统能 确保 24 小时连续运行，系统操作简单，维护方便，使用寿命长； 整 个 投 影屏 幕具 有高 分辨 率、 高 亮度 、高 清晰 度和 对比 度 范围 宽等 特点 ，色 彩还 原 真 实 ， 图 像失 真小 ，亮 度均 匀一 致
10、 ，显 示清 晰， 单屏 周边 无 眩光 。完 全能 在室 内正 常 的 办公环境下能显示清晰明亮的图 形、图像效果； 支 持 多 屏图 像拼 接， 画面 可整 屏 显示 ，也 可分 屏显 示， 全 屏范 围内 显示 无非 线性 失 真 效 果 ， 整个 屏幕 亮度 均匀 ，无 暗 角或 亮角 等现 象， 画面 稳 定无 闪烁 ，画 面能 够自 由 缩 放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制； 采用软件控制窗口的拼接与分割，屏与屏之间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示； 网 络 环 境下 计算 机的 各种 应用 程 序的 窗口 可以 在投 影屏 上 任意 开窗 口显 示， 自由 的 跨 屏移动、打开
11、、改变大小； 网络视频图像、 网络 RGB 信号、 模拟视频、 RGB 信号可以 开窗方式显示，窗口可任 意 缩 放 、 漫游 、拖 拽、 切换 显示 具 备图 像漫 游、 缩放 等显 示功 能， 画面 的移 动且 不 以屏为界；.3.3、 系统设备功能及技术参数大屏幕显示系统硬件设备包括：46 寸液晶拼接幕墙、拼接控制器,VGA16*8信号切换矩阵。3.3.1. 46 寸 液晶拼接幕墙选 择 显 示 单 元 主 要 考 虑 屋 内 空 间 、 色 彩 、 分 辩 率 、 对 比 度 、 使 用 寿 命 等指 标 ， 还 要 考 虑 设 备 的 稳 定 性 及 与 系 统 配 套 能 力 。D
12、ID TFT LCD的特征DID（Digital Infomation Display） TFT(Thin-Film Transistor) LCD(Liquid Crystal Display)是专用产品液晶屏。它是根据应用于安防、广播电视、医疗、工业及公共媒体发布等领域转业监视器的技术要求而设计和生产的，是继NB、PC以TV之后的第四代LCD产品。其以卓越的显示性能，已经成为人们认同的当前最高端、最理想的液晶监视器显示屏。DID TFT LCD液晶屏具有高亮度、 高对比度、更好的彩色饱和度、更宽的视角、可靠性更好、纯平面显示、亮度均匀、影像稳定不闪烁、120HZ倍频刷新频率、更长使用寿命等
13、特征。下面让我们具体介绍一下这些突出特征：高亮度与TV和PC液晶屏相比，DID液晶屏拥有更高的亮度。TV或PC液晶屏的亮度一般只有250300cd/m 2( 20.1”)和400500 cd/m2( 26”)，而DID液晶屏的亮度可以达到300500 cd/m 2(20.1”)和700800 cd/m 2(26”)。高对比度DID 液晶屏具有1000：1（ =20.1”）1500：1（ 26”）对比度，比传统PC或TV液晶屏要高出一倍以上，是一般背投的三倍。更好的彩色饱和度目前普通LCD和CRT的彩色饱和度只有72，而DID LCD可以达到92%的高彩.色饱和度，这得益于DID新开发的色彩校准
14、技术，通过这个技术，除了对静止画面进行色彩校准外，还能对动态画面进行色彩的校准，这样才能确保画面输出的精确和稳定。更宽的视角PVA（Patterned Vertical Alignment）技术即“图像垂直调整技术” ，利用这种技术，可视角度可达双170以上(横向和纵向)。可靠性更好普通液晶屏为电视，PC显示器设计，不支持日夜连续使用；DID液晶屏为监视器、广告牌设计，支持在公众场合日夜连续使用。纯平面显示LCD是平板显示设备的代表，是真正的纯平显示器，完全无曲率大画面，无变形失真。亮度均匀，影像稳定不闪烁由于LCD每一个点在接收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，而不像CRT那样需要不断刷新亮
15、点。因此，LCD亮度均匀、画质高而且绝对不会闪烁。120HZ倍频刷新频率专利的120Hz倍频液晶显示技术，能有效解决图像快速运动过程中的拖尾和模糊，增强图像的清晰度和对比度，使画面更清澈，人眼长时间观看也不易疲劳。更长使用寿命普通的NB、PC及TV使用的LCD液晶屏其背光源的使用寿命为1万至3万小时，而DID LCD液晶屏背光源的使用寿命均可达5万小时以上，这就确保了拼接幕墙使用的每片液晶屏在长时间使用后的亮度、对比度和色度的一致性并且确保幕.墙的使用寿命不低于5万小时。超薄窄边设计DID液晶屏在拥有超大显示面积的同时，还有厚度薄，重量轻等优势，可以方便地拼接、安装。一般46英寸的DID LC
16、D，其重量只有15KG，厚度不到10公分，拼接专用的液晶屏，其优秀的窄边设计，使其边缘只有2.4mm-4.2mm，相对于46寸的大屏幕来说，这么小的边缘完全不影响幕墙的整体显示效果。系统的可用性46寸液晶拼接幕墙具有很大的组合空间：既可以采用小屏拼接、也可以采用大屏拼接；既可以一对一单屏拼接，也可以一对mn整屏拼接；还可以大小屏混合拼装。我们将根据客户对46寸液晶拼接幕墙系统提出的系统规模和应用要求，选择合适的产品和拼接方式，提出具体实施方案，满足系统的应用需求。 我们将根据客户对输入信号的要求，选择不同的视频处理系统（监视器专用视频处理系统） ，实现VGA、复合视频、S-VIDEO（可选）
17、、YPBPR/YCBCR（可选）或DVI（可选）信号输入，满足不同使用场合，不同信号输入的需求。 通过控制软件，实现各种信号的切换、拼接成全屏显示、任意组合显示、图像拉伸显示、图像漫游显示、图像叠加显示等。 我们因应客户的不同需求，打造个性化系统，提供不同的实施方案和技术支持。 系统的先进性据赛诺平板电视第3 季度季报显示，2009年前3季度国内平板电视内销出货共计336万台，其中液晶电视内销出货280万台，同比增长209%；等离子电视内销出货56.5万台，同比增长28%。 相对内销市场，2009年平板电视出口市场的增长速度更为迅速。据海关数据，2009年前3季度我国平板电视出口量共计约982
18、万台。其中液晶电视出口933万台，.同比增长103%；等离子电视出口49万台，同比增长302%。 据赛诺监测数据，至2009年9月，40英寸以上(含40英寸)平板电视市场，等离子的销量份额已被液晶电视压至27%。 由此可见，在平板显示领域，液晶具有绝对的优势，并从以往的小尺寸向大尺寸发展，全面领先其它平面显示技术。监视器所采用的液晶屏是DID液晶显示屏，它是当今世界上最新技术的液晶显示屏，是专用的监视器、广告类液晶屏。拼接幕墙采用自主研发的嵌入式拼接系统，突破了传统PCI插卡式系统复杂、分时处理、故障率高等缺陷，实现了功能强大、系统稳定、操作简单的新一代46寸液晶拼接幕墙。 系统的可靠性监视器
19、、拼接幕墙一般要求一天24小时，一年365天连续工作，这就要求监视器、拼接幕墙具有可靠性、稳定性高等特点，以保证系统稳定可靠地运行。 影响系统可靠性主要包括温升、结构、干扰、以及系统本身的使用寿命等。系统的发热量大，将大大减少系统器件的使用寿命，而如果设备很重，则不利于安装和使机构不堪重负。此外，系统的抗干扰能力也直接影响系统的可靠性。拼接幕墙液晶屏选用高可靠性的DID液晶屏，其中46寸重量只有15KG，为目前同尺寸平板显示设备中最轻的，功耗300W，如此低的能耗，使其发热量非常小，以至于站在拼接幕墙前面，也感觉不到它的温升。液晶独特的显示原理、全数字化的驱动系统，以及利用工程流体力学设计的空
20、气涡流散热方法，确保幕墙的高可靠性和稳定性，同时全钢的幕墙机架和合理的工艺设计，使幕墙既无辐射也不受外界电磁场的干扰，稳定可靠。 由于低功耗、重量轻、寿命长，无辐射等特点，使46寸液晶拼接幕墙可靠性极高，一般可正常工作5万小时以上。 系统的经济性考虑系统的经济性，就不能不提性价比，只有在高性能、高质量的前提下，.系统的经济性才有意义。 目前市面上也有等离子（PDP）的拼接幕墙，但其价格较高，一般一平方米的价格高达十几万，并且由于存在等离子烙印问题，也不适宜在一些显示静态图像（安防、道路交通、港口码头等）的场合使用，总体性价比低。而DLP电视墙虽然价格比较低，但一年光灯泡的更换费用就高达几千块每
21、块屏，一个幕墙加起少则几万，多则十几万，几年下来，其费用惊人。 46寸液晶拼接幕墙，以其优异的性能，合理的价格在国内外受到了广泛的欢迎。其高达5万小时的使用寿命，质量稳定，维护费用低，是明智的不二选择。技 术 指 标 ：面 板 类 型 ： 46 寸 TFT LCD 真 彩 液 晶 屏屏 幕 比 例 ： 16： 9 亮 度 : 700cd/对 比 度 ： 1700： 1响 应 时 间 ： 8ms 分 辨 率 ： 1366768 象 素 尺 寸 ： 0.7455mm0.7455mm 色 彩 数 ： 16.7M有 效 面 积 :1018.00mm572.00mm可 视 角 度 （ 左 右 /上 下
22、） ： 178/178输 入 信 号 ： YPbPr /HDMI/BNC/VGA/S 端 子 /音 频电 源 ： 输 入 电 压 AC90-250V 工 作 环 境 ： 温 度 ： 0 40 湿 度 ： 10% 85% 寿 命 ： 50000 小 时外 型 尺 寸 ： 1026.0mm580.0mm59.0mm（ WHD）重 量 ： 15kg3.3.2.拼接控制器拼接控制器，是一款高性能、高端图像处理设备，能够在多个显示屏上同时显示多个动态画面，主要用于多屏幕拼接显示控制，是大屏幕显示系统的核.心显示控制设备。对于要求多个视频显示，要求高质量画面效果的场合，例如，指挥控制中心、视频会议、多媒体
23、多功能厅、礼堂，它是理想的现实解决方案。拼接控制器集图像自由缩放、画中画动态显示、多 RGB 信号实时数字处理技术与一身，所有的输入信号可以自由的显示在显示墙窗口中，全面支持图像的跨屏、漫游、画中画、叠加、缩放等高端显示功能。使用拼接控制器显示效果震撼，模式灵活多样，用户操作方便，维护简单。拼接控制器支持多种视频输入方法，包括复合视频，即 DVD 或摄像头信号，计算机视频，即电脑信号等。其中，复合视频，支持 N、P 制自适应；计算机视频，支持从 640x480 到 1600x1200 的分辨率，其中，1024x768、1280x1024、1366x768 等标准档，支持 60Hz，70Hz，7
24、5Hz 等多种刷新频率；数字视频，是将图像信号进行高速数字传输的一种方式，系统支持1920x1080 等高端显示模式。拼接控制器支持 RGB/DVI 输出方式，包括多种视频输出格式和分辨率。拼接控制器提供了多种强大的多视频并行处理功能，包括画中画窗口的位置、大小、缩放比例、叠加优先级、画面冻结等。针对每一个在屏幕上显示的画面，所有算法、操作均并行进行，图像没有延迟、没有丢桢现象。系统能够按照用户设计，实现输入信号根本上的实时显示和最好的图像缩放还原效果。拼接控制器拥有多种控制方式，包括面板按键、红外遥控、RS232 串口、网络等。随机附带画面分割器控制软件，可以方便的安装在 Windows 操
25、作系统上，也可以通过网络远程控制3.3.2.1. 拼接控制器特性拼接控制器 VP2000 系列的处理器是最新技术产品，产品以 FPGA 阵列为硬件基础，采用并行高速图形处理技术，实现了多路高速视频信号的统一处理，从根本上解决了 VGA 信号输入数量受到限制的问题。机器内部由多个硬件模块阵列构成，基本硬件全部外国进口，产品主要特点如下： 独 创 的 FPGA 硬 件 图 形 并 行 处 理 技 术FPGA(Field Programmable Gate Array)，称为现场可编程逻辑阵列，是最近新发展的硬件技术。FPGA 芯片具有速度快，并行处理，功能灵活的特点，但.芯片本身只是一个空白的硬件
26、平台，不具备任何功能，需要技术人员根据自己的要求对其进行硬件编程。VP2000 系列处理器的处理核心就是 FPGA 芯片阵列。系统具有高速信号处理技术，保证高分辨信号输入输出的实时处理。VP2000 系列的处理器采用 DDR 技术作高速数据缓存，运用流水线技术，对高速信号进行分级顺序处理，保证了信号的实时性。系统输入标准分辨率可高达1600x1200x60Hz(需要预定)，非标分辨率可以达到更高，并且保证每一祯都能够实时的处理完毕，输入与输出之间没有时间拖延。在多单元显示一路信号、一单元显示多路信号、多单元多信号漫游叠加等情况下，显示信号均无延迟。即便在所有输入信号都漫游叠加在一起的极限情况下
27、，所有信号一样保持动态实时性。系统采用基于输入端口的信号并行处理技术，有效的增加了输入信号个数。系统通过芯片阵列，对高速图形数据流进行逐级处理，每一路信号输入都对应一列处理器。这样就相当于很多处理器同时工作，做到数据的并行处理，极大的提高了系统运算速度。有效的使用并行处理技术使得数据得到分散处理，没有了工控机单处理器的速度瓶颈，从而使得系统对输入信号个数不敏感。就是说增加信号输入个数，并不增加系统的总体运算负担，这样系统就能够接纳多个高速信号。能够有效的进行多路 VGA/RGB 信号输入，是 VP2000 系列的处理器与普通插卡式工控机相比，最大的性能优势。系统属于纯硬件数据处理，没有运行 W
28、indows 和 Linux 操作系统，不是一台计算机，不需要硬盘、光驱、显卡等辅助设备。 最新的基于 LVDS 高速数字信号交换体系VP2000 系列的处理器采用所有输入通道并行方式进入核心处理模块，每条总线使用 4 个高速 LVDS 信号，这与工控机拼接控制器的 PIC 总线有本质上的区别。普通工控机的 PCI 总线，基本结构是多个 PCI 插卡使用同一组总线，一般是 32 个数据位。如下图所示，6 个卡使用同一 PCI 总线，实际上进入核心处理器的数据只能是其中的一个卡上的信号，PCI 总线要分时复用。由于 CPU 核心处理器同一时间只能处理一个信号，这样的总线结构对于这样的 CPU 正
29、好适合。.VP2000 系列的处理器采用并行处理结构，这样的总线是远远达不到处理器速度需求的。工控机的 PCI 总线结构为适应核心并行数据处理要求，VP2000 系列的处理器采用并行总线接入方式，就是说每个通道都有独自的总线接入核心处理系统。多个通道采用并行的方式可以实时的将数据送入核心的 FPGA 处理阵列。如果每个输入通道都使用 PCI 总线，那么最终形成的输入线数量会多得惊人。在 FPGA 核心处理部分中，也许要多组信号进行实时交换。如果也采用并行总线结构，那么系统间的连线数量会成几何上升，使得系统最终无发实际使用。为解决此结构问题，我们采用超高速 LVDS 进行信号传输。LVDS，是低
30、电平数字信号的简称，其特点是用两根线差分传输一个数字状态，线间电压低，信号传输速度快，本系统中使用的 LVDS 信号速度为 2.5G/S，信号额定最高速度可以达到 4G/S 以上。使用 LVDS 进行图像传输，4 组线即可传送超高频的显示信号。是用高速串行信号，极大的减少了系统连线的，使得每个输入输出通道只使用 4 组线与系统核心计算单元连接。LVDS 信号与并行总线信号，最常见的体现是硬盘 ATA 的并行排线接口和新型硬盘 SATA 的 LVDS 接口。下图为 VP2000系列的处理器基本系统节构图。.多通道并行总线结构及串行通信方式 最 新 的 NIOSII 硬 件 控 制 系 统VP20
31、00 系列的处理器系 统 采 用 并 行 硬 件 系 统 ， 这 样 很 大 程 度 提 高 了 系 统数 据 处 理 速 度 ， 但 并 行 处 理 ， 就 意 味 着 很 多 器 件 同 时 工 作 ， 增 加 了 系 统 元 件个 数 ， 这 样 ， 所 有 器 件 的 同 时 统 一 控 制 ， 就 成 为 重 要 问 题 。 对 于 工 控 机 而 言 ，只 有 一 个 CPU 进 行 核 心 运 算 ， 数 据 是 串 行 处 理 的 ， 因 此 配 置 一 套 接 口 ， 就 可以 控 制 所 有 的 设 备 ， 而 VP2000 系列的处理器需 要 用 一 个 高 速 控 制
32、器 同 时 控 制多 于 32 个 其 他 部 件 ， 同 时 又 要 能 灵 活 的 协 调 各 部 分 顺 序 运 行 。 为 解 决 此 问 题 ，我 们 选 用 了 基 于 FPGA 的 高 速 软 内 核 NiosII。NiosII 处 理 器 是 Altera 公 司 为 其 FPGA 产 品 配 套 开 发 的 软 核 CPU。 在 逻辑 功 能 上 ， 它 们 是 32 位 的 精 简 指 令 集 CPU； 在 实 现 方 式 上 ， 它 们 是 在 FPGA上 通 过 编 程 的 方 式 实 现 的 ， 这 也 是 与 传 统 的 CPU 的 一 个 根 本 的 差 别 。
33、NiosII的总线采用了哈佛结构，在很大程度上提高了系统的处理速度。由于系统的总线控制器是在 FPGA 中实现的，可以进行灵活的配置，在某些外设需要具有冯诺依曼特性时又可以把两套总线合二为一，从而在局部实现冯诺依曼结构，这样就使得系统总线兼有哈佛结的高效率与冯诺依曼结构的灵活性。NiosII 系统总线自动对不同时钟域进行协调，可以使挂在总线上的组件工作在不同的主频下，使系统更为灵活。VP2000 系列的处理器使 用 一 片 FPGA， 内 嵌 NiosII 软 内 核 ， 成 为 系 统 核心 控 制 器 。 在 这 片 FPGA 上 ， 还 编 程 实 现 了 64 个 外 围 通 信 控
34、制 模 块 ， 为 系 统提 供 64 个 可 同 时 工 作 的 基 于 LVDS 的 高 速 接 口 ， 与 全 部 系 统 其 他 器 件 进 行 高速 通 信 。 系 统 工 作 时 ， 数 据 计 算 FPGA 阵 列 、 输 入 输 出 端 口 、 系 统 面 板 、 红外 接 收 器 、 网 络 端 口 、 RS232 控 制 口 等 元 件 向 主 控 FPGA 发 送 状 态 信 息 和 请.求 指 令 。 软 核 的 外 围 通 信 控 制 模 块 先 预 处 理 这 些 信 息 ， 将 其 最 主 要 的 内 容 交给 内 核 ， 其 他 附 属 信 息 不 需 要 经
35、过 主 控 制 程 序 ， 由 外 围 器 件 自 行 应 答 。 主 控程 序 是 在 内 核 上 运 行 的 并 行 流 水 线 流 程 控 制 程 序 ， 它 负 责 整 台 机 器 的 正 常 顺序 工 作 和 非 常 状 态 处 理 。 程 序 根 据 用 户 指 令 和 系 统 当 前 状 态 ， 向 外 围 模 块 批量 发 送 简 单 控 制 指 令 。 由 外 围 模 块 编 译 指 令 ， 通 过 LVDS 高 速 串 行 口 发 送 给系 统 其 他 设 备 。VP2000 系列的处理器使 用 基 于 FPGA 的 NiosII 软 核 和 并 行 外 围 通 信 控 制
36、模 块 ， 提 高 了 整 台 机 器 的 信 息 处 理 性 能 ， 将 复 杂 的 并 行 控 制 简 单 化 ； 用 一 个芯 片 实 现 全 部 控 制 ， 编 程 调 试 简 单 方 便 ， 易 于 升 级 。四 、 VP2000 系列的处理器与 普 通 工 控 机 拼 接 卡 系 统 的 性 能 比 较目前使用的图像拼接控制器，大体分为两种。一种是组装的工控机，需要从国外购买显示处理卡进行组装，另一种就是硬件拼接处理器。用工控机组装拼接控制器，需要插多个显示卡，多卡使用同一组 PCI 总线，占用 PCI 总线资源，使用同一个 CPU 计算，分时占用 CPU 资源，其结果是机器性能很
37、大程度上取决于工控机 CPU 计算速度和 PCI 总线传输速度。以普通Inter Core II，2.4G 的 CPU 为例，可以接受 4 路 VGA/RGB 1024x768 信号和 8路或 9 路 Video 信号，可以支持 16 路输出。一台普通插卡式拼接控制器的性能如下：系统结构：计算机结构；计算核心：一个 CPU，分时计算全部信号数据传输：8-12 个 PCI 插槽；266-533MHz 系统总线，各信号分时占用总线；输出通道：数量 2-32 个；输出通道分辨率 640x480 到 1280x1024 像素；输入视频：个数 1-8 个；格式 NTSC 或 PAL 自适应；8 路 Vi
38、deo 卡，视频信号不能叠加；输入 RGB：个数 1-4 路；时钟速度 123M；采样颜色深度 16bpp；系统支持：WindowsXP/2000软件支持：设备提供上自开发软件控制：本地键盘鼠标、远程鼠标键盘.需要注意的是： 当 VGA/RGB 信号多于 2 路时，系统分配给每路 VGA 信号的处理时间不足，导致信号实时性降低，基本现象就是鼠标和动态图像的不连续； 有些工控系统号称具有 24bpp 的采样颜色深度，事实上在实际使用中，由于计算速度的限制，都只用到 16bpp 颜色； 采用网络接口采样的方法增加 RGB 输入信号数量，并不能节约系统资源，结果仍然是多个信号同时显示的时候，图像实时
39、性受影响。并且网络信号采样的质量、实时性等受到网络速度、通信质量等环境影响，有一定未知性和不稳定性。实际计算，一路 1280x102460Hz 的普通计算机图像信号，包含的数据速度为：1280(水平像素)x1024(垂直像素)x60(刷新率)x3(颜色深度 24 位)字节，即一秒钟需要的数据量为235,929,600 字节，即 235M 字节。加上 TCP/IP 协议包的头尾，实际需要的网络速度为 300M。就是说，对于 100M 以太网，传一路 VGA 信号，只能传送有效数据的 1/3，实际发送的数据每秒 20 桢。如果同时传送两路 VGA 信号，直接导致信号严重失真，不能实时显示，播放图像
40、是图像跳动。VP2000 系列的处理器拼接控制系统采用全硬件设计，与工控机有本质区别。系统采用多通道分离处理，所有数据并行处理；使用 FPGA 阵列并行处理信号，速度快，支持通道个数多；系统主控芯片与系统计算芯片分离，采用主程序串行控制；不属于工控机，不运行 Windows/Linux 操作系统，不存在计算机防病毒问题，不存在软件系统维护问题；数据实时处理，不需要硬盘、光驱等海量存储设备；设备支持全年 24 小时运行，不需要特殊维护。其基本性能特点如下：系统结构：并行处理结构，自定义高速 LVDS 总线，速度 2.5Gb/s输入视频：单系统 1-32 路，内部级联后无限扩展；格式 NTSC 或
41、 PAL 自适应；Video 信号高速动态图像补偿；.信号任意拉伸、压缩，可以在多屏内任意位置开窗口，信号任意跨屏漫游，叠加(信号叠加层数不宜超过 4 层)，图像实时性不受影响；输入 RGB：实时页面存储，分级数据预处理；单系统 1-32 路，内部级联后无限扩展；采样深度 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 模拟数字接口；信号任意拉伸、压缩，可以在多屏内任意位置开窗口，信号任意跨屏漫游，叠加(信号叠加层数不宜超过 4 层)，图像实时性不受影响；输
42、出通道：实时页面存储，数量 1-40 个，内部级联后，可依据当前显示窗口数无限扩展；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 模拟数字接口；系统支持：不需要系统日常维护，不需要电脑支持软件支持：VP200/2000 远程控制软件控制方式：RS232 串口、面板按键、红外遥控、100/1000Mbps 网络(TCP/IP 协议)性能特点： 多 RGB 信号并行处理VP2000 系列的处理器拼接控制器的所有核心处理模块均并行工作，处理一路 RGB 信号只需要一个模块即可，多个模块并行工作，即可
43、同时处理多个 RGB信号。VP2000 系列的处理器可以同时处理多达 32 个 RGB 信号。工控机插卡式拼接器使用 CPU 和 PCI 总线，所有信号串行，以目前的硬件速度，能够同时实时处理 4 路 RGB 信号。实际应用中：.(1)、在大中型会议室环境下，VP2000 系列的处理器可以让多个领导、发言人、主持人的电脑、笔记本信号同时的、实时的、有侧重的显示在大屏幕上。(2)、在高级监控环境中，视频信号进入硬盘录像机，硬盘录像机输出为VGA 信号。VP2000 系列的处理器可以将大批量的硬盘录像机送到大屏幕/拼接墙上。 多 Video 信号并行处理Video 信号，就是普通的 DVD 或摄像
44、头信号，其信号速度为 RGB 电脑信号的1/3。VP2000 系列的处理器拼接控制器的能够解决大量 Video 信号处理问题，这些 Video 信号可以进行叠加、漫游、单屏分割等操作。工控机插卡式拼接器对 Video 信号存在输入个数、速度、显示功能等限制。低端的 Video 采集不能实现信号叠加，只要有一个 Video 信号放在另一个 Video 信号上面，下面的那个 Video 信号立即停止刷新，静止在那里。对于大量 Video 信号，工控机插卡式拼接器同样存在处理速度不足的问题。实际应用中，电视台一般有多于几十路的 Video 信号，使用 2028 可以将其全部同时实时显示出来，并且能够
45、将其任意摆放。 RGB 信号和 Video 信号叠加VP2000 系列的处理器拼接控制器在信号处理过程中，对于 RGB 信号和Video 信号同等对待，能够做到 RGB 信号和 Video 信号的叠加、画中画等高级组合显示功能。工控机插卡式拼接器对 Video 信号输入采集与 RGB 信号处理等级不同，很难实现 RGB 信号和 Video 信号的叠加。实际应用中，普通环境下，VP2000 系列的处理器可以用主控电脑作为底图，叠加一个辅助的电脑信号，同时可以将多个 Video 信号任意放置其上。 实时处理VP2000 系列的处理器拼接控制器所有信号并行处理，从根本上保证了多信号的图像处理速度，所
46、有图像处理每秒 60 桢。工控机插卡式拼接器进行 4 个RGB 信号同时处理时就开始存在速度问题。实际应用中，VP2000 系列的处理器同时运行 16 个 RGB 信号，每个 RGB 信号的电脑都播放一个.avi 或.rm 的视频文件，绝对保证信号实时性，其显示信号.于电脑上的信号速度相同；工控机插卡式拼接器遇到此情况，各个 RGB 信号上的图像会出现缺桢现象，图像跳动严重。 快速启动VP2000 系列的处理器拼接控制器为纯硬件构架，启动过程极快。纯硬件系统，启动过程不需要操作系统支持，全过程不到 3 秒钟。一般的工控机插卡式拼接器启动至少需要 30 秒，软件安装越多，启动速度越慢。实际应用中
47、，VP2000 系列的处理器能够良好的适应需要快速反应的环境，全部系统上电，图像可以在 3 秒钟内亮起来。 支持高分辨率VP2000 系列的处理器拼接控制器支持极高分辨率输入，其输入分辨率可以定制。VP2000 系列的处理器支持的输入分辨率有：640x480 1280x1024、1366x768、1400x1050、1600x1200、1920x1080、2048x768、2048x1536、2048x2048、3072x768、3072x1536 等，还可以支持例如：1888x768 等极特殊分辨率，这样用户可以不用考虑分辨率问题。一般的工控机插卡式拼接器最高支持 1600x1200 分辨率
48、，并且在这个分辨率下不保证信号实时性。实际应用中，有些特殊场合需要特殊分辨率，例如大部分雷达信号、卫星信号为 2048x2048 分辨率，VP2000 系列的处理器可以有效地显示这些高端信号。 内嵌矩阵支持更多的输入信号VP2000 系列的处理器拼接控制器内部嵌入了一个大规模矩阵，根据实际应用，此矩阵可以扩展。这样就可以省掉外接矩阵以节省工程费用，且系统集成度，设备维护方便，使用风险低。工控机插卡式拼接器是不可能内嵌矩阵的，拼接和矩阵只能使用分体方式。实际应用中，客户要将 4 个 RGB 信号和 16 个 Video 信号送到 5x8 的拼接墙上，只需要一台 BP-VP2000 系列的处理器-
49、0416 即可，且信号能够同时显示在屏幕上。而使用工控机拼接器，一般要加一台 VGA8x4 矩阵和一台 Video16x8 矩阵，且只能同时显示其中 2 个 RGB 信号和 8 个 Video 信号。 自动地图像识别建立过程VP2000 系列的处理器拼接控制器具有信号自动识别功能。在系统中新增加.一个 RGB 电脑信号，只需要用软件控制自动识别一次，系统就能够记住此信号的分辨率、刷新频率、水平垂直偏移、相位等多个参数，以后此信号在上拼接时不在需要调整。工控机拼接器对于一个陌生信号，必须手动调节参数。VP2000 系列的处理器图像自动识别过程，极大的方便了用户开放性使用。实际应用中，在会议室，各个领导可以随时将自带的笔记本电脑信号通过拼接放到大屏幕上，自动识别仅需要 5 秒钟。而工控机拼接器对于陌生信号，需要手工调整参数。就是说当领导需要将自己的笔记本电脑信号送到大屏幕上的时候，与会人员需要等待会场技术工作人员打开拼接控制软件，手动调整好此信号，会议才能有效的继续。 窗口控制软件随机附带的窗口控制软件，提供全
