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拼接处理器

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拼接处理器的三种架构

拼接处理器作为大屏拼接系统中的核心设备,其核心作用是实现多个物理输出组合成一个分辨率叠加后的超高分辨率显示输出,使大屏构成一个超高分辨率、超大显示尺寸的逻辑显示屏,完成多个信号源的分割并使得信号可以在整个大屏上任意开窗、漫游、缩放及叠加等。随着海量信息的显示需求及用户需求的日益复杂化,拼接处理器在大屏拼接系统中的战略地位日益突出,吸引了越来越多的厂家进入这个行业并不断加大研发投入。目前市面上拼接处理器厂家繁多,但就技术实现架构而言,主要分为基于PCI-E总线交换的X86架构、采用FPGA集成电路技术设计的嵌入式纯硬件背板交换架构、基于嵌入式编解码芯片方案的分布式架构。



拼接处理器

X86架构拼接处理器

首先大家来看看基于PCI-E总线交换的X86架构的处理器。这种处理器的输出采用市面上成熟的多屏显卡完成,主要包括AMD,NVIDA,其输入通过PCI-E总线的采集卡完成,可以具有多种接口,多屏显卡和采集卡通过PCI-E总线完成数据交换,再通过驱动开发和应用App的开发即可完成拼接处理器的功能。随着编解码技术及网络技术的发展,这种处理器也能够直接接入IP网络信号并经CPU解码后显示输出。由于驱动的支撑、开发难度及应用需求等原因,这种处理器目前都是采用Windows系统来设计的,显然Windows系统的各种问题都会引入到该种拼接处理器里面来,包括系统的稳定性、以及非法断电可能导致的一系列问题等。另外,由于其大量的数据运算尤其是解码运算都靠CPU来完成,再加上多屏显卡及PCI-E槽位的限制,故该种拼接处理器只适合中小规模和少量解码需求的项目,并且未来要扩展或升级基本不可能。当然,由于这种处理器采用了Windows系统,提供了一个相对比较大的超高分辨率逻辑桌面,其对应用的支撑非常好,各种应用可以直接在处理器上运行,实现超高分应用,比如GIS、组态App等。

FPGA架构拼接处理器

采用FPGA集成电路技术设计的嵌入式纯硬件背板交换架构的处理器,其构成包括输入输出板卡及主控板卡和背板,拼接控制器输入输出板卡通过背板完成数据的交换,而主控板卡负责信号的分割等处理和控制。对于IP网络信号,通过IP解码板完成,类似输入板。该方案目前技术非常成熟,厂家众多。由于整个处理器系统采用了FPGA集成电路技术,再加上嵌入式技术,其系统稳定性得到大大提高,可以做到上电即运行,支撑热插拔等。同时由于背板高速总线交换技术,整个链路采用无损无压缩传输,故其图像还原性很高,无延迟,且可以根据需要提升背板的交换带宽进而在一定范围内提升处理器的输入输出规模。显然,就普通应用来讲,该种处理器能够满足大部分项目需求,而且系统也足够稳定。但是,由于背板架构及其带宽的限制,这种处理器的单屏叠加层数一般仅限于2层,如需做到4层或以上成本会大幅提升,而且仅限于单体屏和外加周边显示终端的项目使用。另外,对于通过IP解码板的方式来实现IP网络信号的解码后叠加输出显示,成本很高,不适合有大量网络信号的应用。

分布式架构拼接处理器

最后让大家来看看分布式拼接处理器。作为最近几年刚刚出现的一种拼接处理器,其采用嵌入式编解码芯片设计,构成包括输入输出节点及控制主机和网络交换机,输入节点用来完成信号的网络编码,将非网络信号编码成网络信号,输出节点用来完成网络信号的解码及叠加输出显示,控制主机用来完成信号的转发及基本控制,各种信号数据及控制命令的传输通过网络交换机完成。作为一种新兴技术,目前技术门槛较高。随着网络解码矩阵技术和芯片性能的不断提升,目前编解码芯片的编解码和运算能力非常强大,这有力保证了分布式处理器系统超强的解码能力和信号叠加能力。同时,由于网络交换机超强的数据交换能力和级联扩展能力,这使得分布式处理器的部署极为方便,甚至可以实现跨地域部署,且升级扩容极为简单。最后,作为分布式的天然优势,IP网络信号直接接入,非常适合海量IP网络信号应用的场合,如公安、交警等。当然,作为一种新技术、新方案,目前分布式拼接处理器的成本还相对较高。另外,由于对于非网络信号要进行压缩编码,其图像还原性要较上述两种处理器会稍微差点,但由于编解码技术的进步,这点在大部分应用时都可以忽略了。

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