專利名稱：一種多處理器顯示系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多處理器視頻顯示技術領域，特別是一種多處理器顯示系統(tǒng)及其方 法。
背景技術：
級聯(lián)交換擴展器和帶級聯(lián)擴展功能的信號處理器的組合搭配，實現(xiàn)了大屏顯示 中屏幕數(shù)量成倍的擴展，還包括視頻源采集端數(shù)量的增加，同時能在帶寬滿足的條件下在 組合系統(tǒng)中各自獨立運行的信號處理器之間實現(xiàn)視頻圖像信號的漫游，即跨信號處理器顯
示ο任何高帶寬高頻信號處理器在系統(tǒng)運行中都需要一個合理且強壯的時鐘系統(tǒng)，級 聯(lián)組合系統(tǒng)需要多個設備同步且并行工作，因而對整個組合系統(tǒng)的時鐘就有了很高的要 求。對各個獨立設備的時鐘模塊設計不但要考慮單機工作時，時鐘模塊的穩(wěn)定；還要考慮各 設備級聯(lián)工作時，能滿足所有時鐘的同步鎖定，即所有設備工作在同一時鐘下。傳統(tǒng)的級聯(lián)方法如圖1所示兩個信號處理器A和B都采用50MHz的時鐘作為本 機處理業(yè)務數(shù)據的基準時鐘，處理器A把基于時鐘A(50MHz)的η倍頻的串行業(yè)務數(shù)據流發(fā) 送到處理器B，不傳送處理器A的基準時鐘，然后處理器B根據本地時鐘B (50MHz)把串行 業(yè)務數(shù)據流轉換成并行數(shù)據后再通過一系列處理，最后顯示在大屏幕顯示墻上。兩個時鐘 A和B雖然都是50MHz，但是因為各種原因造成的兩個時鐘在頻率值上細小的差異以及相位 噪聲，使得處理器B在處理業(yè)務數(shù)據流的過程中，因時鐘誤差積累而隨機引起的數(shù)據FIFO 溢出，導致了視頻幀某行幾個像素的丟失，而出現(xiàn)的視頻圖像橫紋現(xiàn)象。
發(fā)明內容
本發(fā)明的第一個發(fā)明目的在于提供一種多處理器顯示系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術多個 處理器同步顯示視頻時因時鐘誤差而導致出現(xiàn)視頻圖像橫紋現(xiàn)象。為了實現(xiàn)本發(fā)明的第一個發(fā)明目的，采用的技術方案如下
一種多處理器顯示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括輸出基準時鐘的主時鐘裝置，與顯示裝置連接 用于輸出視頻數(shù)據到顯示裝置的一個或多個從時鐘裝置，主時鐘裝置與從時鐘裝置連接， 主時鐘裝置以主時鐘裝置的本地時鐘源作為基準時鐘，并輸出基準時鐘到從時鐘裝置，從 時鐘裝置使用基準時鐘作為從時鐘裝置的時鐘源。作為一種優(yōu)選方案，所述主時鐘裝置包括第一處理器，從時鐘裝置包括第二處理 器，第一處理器和第二裝置分別與顯示裝置連接并向顯示裝置輸出視頻信號，第一處理器 與第二處理器連接，第一處理器以第一處理器的時鐘源作為基準時鐘輸出到第二處理器， 第二處理器使用基準時鐘作為第二處理器的時鐘源。作為一種優(yōu)選方案，所述主時鐘裝置包括級聯(lián)擴展器，所述從時鐘裝置包括一個 或多個處理器，級聯(lián)擴展器與一個或多個處理器分別連接，一個或多個處理器分別與顯示 裝置連接并向顯示裝置輸出視頻信號，級聯(lián)擴展器以級聯(lián)擴展器的時鐘源作為基準時鐘輸出到一個或多個處理器，一個或多個處理器使用基準時鐘作為處理器的時鐘源。作為一種優(yōu)選方案，所述主時鐘裝置包括第一類級聯(lián)擴展器，從時鐘裝置包括 第一類級聯(lián)擴展器分別連接的一個或多個處理器，以及；
與第一類級聯(lián)擴展器連接的一個或多個第二類級聯(lián)擴展器，以及； 與一個或多個第二類級聯(lián)擴展器連接的一個或多個處理器；
所述第一類級聯(lián)擴展器以第一類級聯(lián)擴展器的時鐘源作為基準時鐘輸出到一個或多 個處理器，以及一個或多個第二類級聯(lián)擴展器，與第一級聯(lián)擴展器連接的一個或多個處理 器使用基準時鐘作為處理器的時鐘源，一個或多個第二類級聯(lián)擴展器以基準時鐘作為第二 類級聯(lián)擴展器的時鐘源，同時，一個或多個第二類級聯(lián)擴展器向與一個或多個第二類級聯(lián) 擴展器分別連接的一個或多個處理器輸出基準時鐘，與一個或多個第二級聯(lián)擴展器分別連 接的一個或多個處理器使用基準時鐘作為時鐘源。作為進一步的優(yōu)選方案，其特征在于，所述處理器包括時鐘處理模塊以及與時鐘 處理模塊連接的視頻處理模塊，視頻處理模塊用于處理視頻信號，所述時鐘處理模塊包括 時鐘冗余處理系統(tǒng)，以及與時鐘冗余處理系統(tǒng)分別連接的主從設置模塊、外部時鐘輸入模 塊、本地時鐘源模塊、內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊和外部時鐘輸出模塊
主從設置模塊用于設置設備為主時鐘設備或者從時鐘設備； 外部時鐘輸入模塊用于接收外部時鐘輸入； 本地時鐘源模塊用于提供本地時鐘； 時鐘冗余處理系統(tǒng)根據主從設置模塊的設定
如果設備設置為主時鐘設備，則以本地時鐘作為基準時鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向 視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出基準時鐘；
如果設備設置為從時鐘設備，則以外部時鐘輸入模塊接收的外部時鐘輸入作為基準時 鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出 基準時鐘。作為再一步的優(yōu)選方案，處理器的本地時鐘源模塊采用晶體振蕩器輸出本地時鐘。優(yōu)選地晶體振蕩器選用壓控晶體振蕩器(Voltage Control Crystal Oscillator, VCXO)ο作為進一步的優(yōu)選方案，所述級聯(lián)擴展器包括時鐘處理模塊以及與時鐘處理模塊 連接的級聯(lián)信號交換處理模塊，級聯(lián)信號交換模塊用于處理級聯(lián)信號，所述時鐘處理模塊 包括時鐘冗余處理系統(tǒng)，以及與時鐘冗余處理系統(tǒng)分別連接的主從設置模塊、外部時鐘輸 入模塊、本地時鐘源模塊、內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊和外部時鐘輸出模塊
主從設置模塊用于設置設備為主時鐘設備或者從時鐘設備； 外部時鐘輸入模塊用于接收外部時鐘輸入； 本地時鐘源模塊用于提供本地時鐘； 時鐘冗余處理系統(tǒng)根據主從設置模塊的設定
如果設備設置為主時鐘設備，則以本地時鐘作為基準時鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向 視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出基準時鐘，外部時鐘輸出模塊 采用時鐘扇出驅動輸出一個或多個基準時鐘；如果設備設置為從時鐘設備，則以外部時鐘輸入模塊接收的外部時鐘輸入作為基準時 鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出 基準時鐘，外部時鐘輸出模塊采用時鐘扇出驅動輸出一個或多個基準時鐘。上述時鐘扇出驅動屬于已有技術，采用專用芯片。就是一路時鐘輸入，多路時鐘輸 出的模塊，可增加輸出時鐘的驅動能力。作為再一步的優(yōu)選方案，級聯(lián)擴展器的本地時鐘源模塊采用晶體振蕩器輸出本地 時鐘。優(yōu)選地晶體振蕩器選用壓控晶體振蕩器(Voltage Control Crystal Oscillator, VCXO)ο本發(fā)明的第二個發(fā)明目的，在于提供一種多處理器顯示方法，以應用本發(fā)明的第 一個發(fā)明目的所提供的多處理器顯示系統(tǒng)。為了實現(xiàn)本發(fā)明的第二個發(fā)明目的，采用的技術方案如下 一種多處理器顯示方法，所述方法包括以下時鐘選擇步驟
(1)檢測主從設備模塊的設置，如果為從時鐘設備則執(zhí)行步驟(2)，否則執(zhí)行步驟(3)；
(2)檢測外部時鐘輸入模塊是否有外部時鐘輸入，如果有則執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步 驟⑷；
(3)內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊使用外部時鐘輸入模塊接收的外部時鐘輸入后退出時鐘選
擇；
(4)內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊使用本地時鐘源模塊提供的本地時鐘，同時外部時鐘輸出 模塊輸出本地時鐘后退出時鐘選擇。本發(fā)明統(tǒng)一使用同一個基準時鐘的方案解決了在級聯(lián)組合系統(tǒng)中時鐘的同步問 題，以及當系統(tǒng)時鐘同步出現(xiàn)問題時隨機出現(xiàn)的圖像橫紋現(xiàn)象。
圖1為現(xiàn)有技術多處理器之間時鐘處理的示意圖2為本發(fā)明實施例信號處理器的時鐘處理模塊結構示意圖3為本發(fā)明實施例級聯(lián)擴展器的時鐘處理模塊結構示意圖4為本發(fā)明實施例的設備工作流程圖5為本發(fā)明實施例采用單個處理器的工作示意圖6為本發(fā)明實施例采用兩個互聯(lián)處理器的工作示意圖7為本發(fā)明實施例采用級聯(lián)擴展器與多個處理器互聯(lián)的工作示意圖8為本發(fā)明實施例采用兩個級聯(lián)擴展器互聯(lián)的工作示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。本發(fā)明實施例為一種多處理器顯示系統(tǒng)，系統(tǒng)包括輸出基準時鐘的主時鐘裝置， 與顯示裝置連接用于輸出視頻數(shù)據到顯示裝置的一個或多個從時鐘裝置，主時鐘裝置與從 時鐘裝置連接，主時鐘裝置以主時鐘裝置的本地時鐘源作為基準時鐘，并輸出基準時鐘到 從時鐘裝置，從時鐘裝置使用基準時鐘作為從時鐘裝置的時鐘源。
如圖5所示為單臺信號處理器，時鐘系統(tǒng)設置為主時鐘，即使用本地時鐘作為整 個處理器的工作時鐘基準。本發(fā)明的一個實施例如圖6所示，A處理器和B裝置分別與顯示裝置連接并向顯 示裝置輸出視頻信號，把其中A處理器的時鐘系統(tǒng)設置為主時鐘，另一臺B處理器則必須設 置為從時鐘，使得B處理器的業(yè)務時鐘系統(tǒng)都鎖相A處理器的業(yè)務基準時鐘，這樣整個互連 系統(tǒng)(處理器A和B)的業(yè)務模塊都工作在同一時鐘下，滿足了互連系統(tǒng)對時序的要求，使互 連系統(tǒng)的業(yè)務數(shù)據正常傳輸。本發(fā)明的第二個實施例如圖7所示，一臺級聯(lián)交換擴展器加最大η臺信號處理器， 整個系統(tǒng)的時鐘鏈路以級聯(lián)交換擴展器的本地時鐘系統(tǒng)為核心，把級聯(lián)交換擴展器的時鐘 系統(tǒng)設置為主時鐘，把所有信號處理器的時鐘系統(tǒng)設置為從時鐘。業(yè)務基準時鐘通過級聯(lián) 交換擴展器的時鐘扇出驅動，分別輸出業(yè)務時鐘給互連系統(tǒng)中的各信號處理器，使整個互 連系統(tǒng)的業(yè)務模塊工作在同一時鐘下。保證了業(yè)務數(shù)據在各個信號處理器之間的傳輸使 用，就像工作在本地一樣，保持了業(yè)務數(shù)據的一致性，避免了因業(yè)務數(shù)據工作在各個信號處 理器中不同頻率(這些不同的頻率值只是相差很小的值?？梢岳斫鉃橥粋€頻率值，如背景 技術提到的50MHz上下波動)的時鐘下，導致各個處理器中業(yè)務模塊的最終輸出結果出現(xiàn)不 一致，影響用戶使用。本發(fā)明的第三個實施例如圖8所示，多臺級聯(lián)交換擴展器互連后再加最大m臺信 號處理器，如圖六所示，當多臺級聯(lián)交換擴展器互聯(lián)，每臺級聯(lián)器再連接多臺信號處理器 后，要想使得如此龐大的系統(tǒng)正常工作，各信號處理器的數(shù)據不光在本地級聯(lián)器系統(tǒng)內正 常交換，還要在跨級聯(lián)器的信號處理器之間正常交換數(shù)據。理論上可以無限擴展。此時必 須把其中一臺級聯(lián)交換擴展器(如級聯(lián)器1)設置為主時鐘系統(tǒng)，選擇那一臺級聯(lián)器要根據 工程使用現(xiàn)場的環(huán)境和位置來決定。其它級聯(lián)交換擴展器2 η對于級聯(lián)器1來說應設置 為從時鐘，而對于連接在其上的信號處理器則級聯(lián)器2 η應該為主時鐘狀態(tài)(打開本地時 鐘系統(tǒng)的輸出功能)。其它所有的信號處理器都設置為從時鐘。業(yè)務基準時鐘由級聯(lián)交換 擴展器1發(fā)出，其它所有設備的業(yè)務模塊數(shù)據都工作在這個時鐘下，滿足了系統(tǒng)業(yè)務需求。如圖2所述為本發(fā)明實施例信號處理器的時鐘處理模塊結構示意圖，其中，VCXO 為本地時鐘源；外部時鐘輸入通過輸入接口引入時鐘冗余處理系統(tǒng)；內部系統(tǒng)時鐘供本地 使用，與外部時鐘或VCXO鎖相；外部時鐘輸出供其它處理器使用。本地時鐘源也可以采用兩個VCX0，兩片VCXO通過專用時鐘處理芯片和FPGA邏輯 模塊自動選擇其中一片VCXO輸出作為本地時鐘的輸入。級聯(lián)交換擴展器的時鐘系統(tǒng)如圖3所示，級聯(lián)交換擴展器除外部時鐘輸出部分 與信號處理器不同外，其余部分相同。因級聯(lián)交換擴展器要外接多臺信號處理器，所以需要 多路同步外部時鐘輸出，以滿足外接信號處理器的使用。以上是級聯(lián)交換擴展器和信號處理器的本地時鐘系統(tǒng)設計，通過硬件或者軟件可 以設置時鐘冗余處理系統(tǒng)的主從時鐘，主時鐘為采用VCXO作為本地系統(tǒng)時鐘源，從時鐘則 使用外部時鐘作為本地系統(tǒng)時鐘源。其處理流程如圖4所示。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種多處理器顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括輸出基準時鐘的主時鐘裝置，與 顯示裝置連接用于輸出視頻數(shù)據到顯示裝置的一個或多個從時鐘裝置，主時鐘裝置與從時 鐘裝置連接，主時鐘裝置以主時鐘裝置的本地時鐘源作為基準時鐘，并輸出基準時鐘到從 時鐘裝置，從時鐘裝置使用基準時鐘作為從時鐘裝置的時鐘源。
2.根據權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述主時鐘裝置包括第一處理器，從 時鐘裝置包括第二處理器，第一處理器和第二裝置分別與顯示裝置連接并向顯示裝置輸出 視頻信號，第一處理器與第二處理器連接，第一處理器以第一處理器的時鐘源作為基準時 鐘輸出到第二處理器，第二處理器使用基準時鐘作為第二處理器的時鐘源。
3.根據權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述主時鐘裝置包括級聯(lián)擴展器，所 述從時鐘裝置包括一個或多個處理器，級聯(lián)擴展器與一個或多個處理器分別連接，一個或 多個處理器分別與顯示裝置連接并向顯示裝置輸出視頻信號，級聯(lián)擴展器以級聯(lián)擴展器的 時鐘源作為基準時鐘輸出到一個或多個處理器，一個或多個處理器使用基準時鐘作為處理 器的時鐘源。
4.根據權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述主時鐘裝置包括第一類級聯(lián)擴 展器，從時鐘裝置包括第一類級聯(lián)擴展器分別連接的一個或多個處理器，以及；與第一類級聯(lián)擴展器連接的一個或多個第二類級聯(lián)擴展器，以及；與一個或多個第二類級聯(lián)擴展器連接的一個或多個處理器；所述第一類級聯(lián)擴展器以第一類級聯(lián)擴展器的時鐘源作為基準時鐘輸出到一個或多 個處理器，以及一個或多個第二類級聯(lián)擴展器，與第一級聯(lián)擴展器連接的一個或多個處理 器使用基準時鐘作為處理器的時鐘源，一個或多個第二類級聯(lián)擴展器以基準時鐘作為第二 類級聯(lián)擴展器的時鐘源，同時，一個或多個第二類級聯(lián)擴展器向與一個或多個第二類級聯(lián) 擴展器分別連接的一個或多個處理器輸出基準時鐘，與一個或多個第二級聯(lián)擴展器分別連 接的一個或多個處理器使用基準時鐘作為時鐘源。
5.根據權利要求1 4任一項所述的多處理器顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器包 括時鐘處理模塊以及與時鐘處理模塊連接的視頻處理模塊，視頻處理模塊用于處理視頻信 號，所述時鐘處理模塊包括時鐘冗余處理系統(tǒng)，以及與時鐘冗余處理系統(tǒng)分別連接的主從 設置模塊、外部時鐘輸入模塊、本地時鐘源模塊、內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊和外部時鐘輸出模 塊主從設置模塊用于設置設備為主時鐘設備或者從時鐘設備；外部時鐘輸入模塊用于接收外部時鐘輸入；本地時鐘源模塊用于提供本地時鐘；時鐘冗余處理系統(tǒng)根據主從設置模塊的設定如果設備設置為主時鐘設備，則以本地時鐘作為基準時鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向 視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出基準時鐘；如果設備設置為從時鐘設備，則以外部時鐘輸入模塊接收的外部時鐘輸入作為基準時 鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出 基準時鐘。
6.根據權利要求5所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，處理器的本地時鐘源模塊采用晶體振蕩器輸出本地時鐘。
7.根據權利要求3或4所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述級聯(lián)擴展器包括時鐘處理模 塊以及與時鐘處理模塊連接的級聯(lián)信號交換處理模塊，級聯(lián)信號交換模塊用于處理級聯(lián)信 號，所述時鐘處理模塊包括時鐘冗余處理系統(tǒng)，以及與時鐘冗余處理系統(tǒng)分別連接的主從 設置模塊、外部時鐘輸入模塊、本地時鐘源模塊、內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊和外部時鐘輸出模 塊主從設置模塊用于設置設備為主時鐘設備或者從時鐘設備；外部時鐘輸入模塊用于接收外部時鐘輸入；本地時鐘源模塊用于提供本地時鐘；時鐘冗余處理系統(tǒng)根據主從設置模塊的設定如果設備設置為主時鐘設備，則以本地時鐘作為基準時鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向 視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出基準時鐘，外部時鐘輸出模塊 采用時鐘扇出驅動輸出一個或多個基準時鐘；如果設備設置為從時鐘設備，則以外部時鐘輸入模塊接收的外部時鐘輸入作為基準時 鐘，內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊向視頻模塊輸出基準時鐘，同時外部時鐘輸出模塊向外部輸出 基準時鐘，外部時鐘輸出模塊采用時鐘扇出驅動輸出一個或多個基準時鐘。
8.根據權利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，級聯(lián)擴展器的本地時鐘源模塊采用 晶體振蕩器輸出本地時鐘。
9.一種多處理器顯示方法，其特征在于，所述方法包括以下時鐘選擇步驟(1)檢測主從設備模塊的設置，如果為從時鐘設備則執(zhí)行步驟(2)，否則執(zhí)行步驟(3)；(2)檢測外部時鐘輸入模塊是否有外部時鐘輸入，如果有則執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步 驟⑷；(3)內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊使用外部時鐘輸入模塊接收的外部時鐘輸入后退出時鐘選擇；(4)內部系統(tǒng)時鐘輸出模塊使用本地時鐘源模塊提供的本地時鐘，同時外部時鐘輸出 模塊輸出本地時鐘后退出時鐘選擇。
全文摘要
本發(fā)明涉及多處理器視頻顯示技術領域，特別是一種多處理器顯示系統(tǒng)及其方法。一種多處理器顯示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括輸出基準時鐘的主時鐘裝置，與顯示裝置連接用于輸出視頻數(shù)據到顯示裝置的一個或多個從時鐘裝置，主時鐘裝置與從時鐘裝置連接，主時鐘裝置以主時鐘裝置的本地時鐘源作為基準時鐘，并輸出基準時鐘到從時鐘裝置，從時鐘裝置使用基準時鐘作為從時鐘裝置的時鐘源。本發(fā)明統(tǒng)一使用同一個基準時鐘的方案解決了在級聯(lián)組合系統(tǒng)中時鐘的同步問題，以及當系統(tǒng)時鐘同步出現(xiàn)問題時隨機出現(xiàn)的圖像橫紋現(xiàn)象。
文檔編號G06F3/14GK102004622SQ20101054701
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權日2010年11月17日
發(fā)明者劉偉儉, 景博, 楊燈 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司