应用于激光电视的FPGA及信号异常处理方法
技术领域
本申请涉及激光电视显示系统领域，特别涉及一种应用于激光电视的FPGA及信号异常处理方法。
背景技术
在激光电视领域中相关技术利用现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray)，FPGA)以视频传输协议(V-by-One HS)，VBO)的标准传输视频信号时，如果信号传输不稳定，很容易出现画面异常等显示问题。相关技术中由于输入的视频信号异常，会造成画面异常闪烁的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种应用于激光电视的FPGA及信号异常处理方法，用以解决以下问题：激光电视正常工作时，输入的视频信号的异常造成的屏幕闪烁的问题。
本申请实施例提供一应用于激光电视的FPGA，所述FPGA包括：
时序检测模块、图像校正模块、图像生成模块、信号发送模块，其中：
所述时序检测模块，用于对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测，得到检测结果；
所述图像校正模块，用于基于所述视频数据的数据同步时序将所述VGA信号处理成适用于所述激光电视的显示端显示的第一信号；
所述图像生成模块，用于若所述检测结果为信号状态异常时，则根据所述信号状态的异常类别，采用所述异常类别对应的处理方式得到适用于所述显示端的第二信号；
所述信号发送模块，用于若所述检测结果为信号状态正常时，向所述显示端输出所述第一信号；若所述检测结果为信号状态异常时，向所述显示端输出所述第二信号。
在一个实施例中，上述FPGA还包括：串并行转换模块、接收模块和复位模块，其中：
所述串并行转换模块，用于对所述视频数据的串行信号进行串并转换，得到并行信号并产生所述数据同步时序；
所述接收模块，用于将所述并行信号解析成所述VGA信号；
所述复位模块，用于将所述检测结果为所述异常类别为信号中断且时钟失锁时，对所述串并行转换模块以及所述接收模块分别进行复位和解复位操作；
所述时序检测模块，还用于在所述复位模块执行所述复位和解复位操作之后，对后续接收到的所述VGA信号的信号状态继续进行检测；
所述信号发送模块，还用于当检测结果由异常变正常时，根据所述复位模块的控制切换到向所述显示端输出所述第一信号。
在一个实施例中，所述FPGA与时钟晶振连接，所述FPGA还包括：时钟选择模块和锁相环模块，其中：
所述复位模块，还用于当所述检测结果为信号状态正常时，控制所述时钟选择模块选择所述数据同步时序；当所述异常类别为信号中断且时钟失锁时，则控制所述时钟选择模块选择所述晶振时钟；
所述锁相环模块，用于将所述时钟晶振产生的晶振时钟分成两路，分别发送给所述串并行转换模块和所述时钟选择模块；
所述图像生成模块，具体用于当所述异常类别为信号中断且时钟失锁时，根据所述晶振时钟的时序生成指定图像作为所述第二信号。
在一个实施例中，所述VGA信号中包括场同步信号(V-hold signal)，VS)、行同步信号(horizontal synchronizing signal)，HS)、数据有效信号(valid data signal)，DE)信号以及红绿蓝三基色(red，green，blue)，RGB)信号；
所述图像生成模块，具体用于若所述异常类别为所述视频数据的信号连续且时序变化，则跟随所述数据同步时序的时序变化产生新时序，并提供给所述信号发送模块；
所述信号发送模块，还用于采用所述新时序将校正后的所述VGA信号中的所述RGB信号与所述DE信号进行同步后得到用于输出的VGA信号作为所述第二信号。
在一个实施例中，所述图像生成模块包括：
时序产生单元、图卡产生单元、图卡控制单元，其中：
所述时序产生单元，用于当时序检测模块检测到所述VGA信号的信号状态异常，且异常类别为信号中断且时钟失锁，则利用时钟晶振模块产生的晶振时钟进行计数，生成HS，VS，DE信号，当时序检测模块检测到所述VGA信号的信号状态异常，且异常类别为信号连续且时序变化，则根据数据同步时序的时序变化产生新时序；
所述图卡产生单元，用于控制图卡的色彩，通过控制RGB三基色数值的大小来控制图卡的色彩，产生所述第二信号并发送给信号发送模块；
所述图卡控制单元，用于将所述时序产生单元产生的所述新时序与所述图像校正模块产生的RGB数据信号相匹配，组成所述信号发送模块可以接收的所述VGA信号。
在一个实施例中，所述异常类别为信号中断且时钟失锁时，所述第二信号为黑色图片。
本申请实施例提供一种应用于激光电视的信号异常处理方法，所述方法包括：
对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测；
若检测结果为信号状态正常时，基于所述视频数据的数据同步时序将所述VGA信号处理成适用于所述激光电视的显示端显示的第一信号后，输出给所述显示端；
若检测结果为信号状态异常时，则根据所述信号状态的异常类别，采用所述异常类别对应的处理方式得到适用于所述显示端的第二信号，并输出给所述显示端。
在一个实施例中，根据所述信号状态的异常类别，采用所述异常类别对应的处理方式得到适用于所述显示端的第二信号，包括：
若所述异常类别为信号中断且时钟失锁，则根据晶振时钟的时序生成指定图像作为所述第二信号。
在一个实施例中，所述对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测之前，还包括：
接收所述视频数据的串行信号；
采用串并行转换模块对串行信号进行串并行转换将所述串行信号转换成并行信号并产生所述数据同步时序；
采用接收模块将所述并行信号解析成所述VGA信号；
所述对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测之后，所述方法还包括：
若异常类别为信号中断且时钟失锁时，则对所述串并行转换模块以及所述接收模块分别进行复位和解复位操作；
在执行所述复位和解复位操作之后，对后续接收到的所述VGA信号的信号状态继续进行检测，直到后续检测结果为信号状态正常时，停止向所述显示端输出所述第二信号，并将后续接收到的所述VGA信号处理成适用于所述显示端显示的第一信号后，输出给所述显示端。
在一个实施例中，所述VGA信号中包括场同步信号VS信号、行同步信号HS信号、数据有效信号DE信号以及红绿蓝三基色RGB信号；所述根据所述信号状态的异常类别，采用所述异常类别对应的处理方式得到适用于所述显示端的第二信号，包括：
若检测结果为所述视频数据的信号连续且时序变化，则跟随所述数据同步时序的时序变化产生新时序；
以及对所述VGA信号进行图形校正，得到校正后的所述VGA信号；
并采用所述新时序将校正后的所述VGA信号中的所述RGB信号与所述DE信号进行同步后得到用于输出的VGA信号作为所述第二信号。
本申请实施例，与相关技术方案相比，在FPGA中增加了图卡生成模块，可以根据信号状态的异常类别采取对应的处理方式，使信号发送模块看得到适用于显示端的第二信号，有效的解决了由于输入的视频信号的异常造成的屏幕闪烁的问题。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的应用于激光电视的FPGA的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的应用于激光电视的FPGA的内部结构示意图；
图3为本申请实施例提供的应用于激光电视的FPGA的整体结构示意图；
图4为本申请实施例提供的图像生成模块的内部结构示意图；
图5为本申请实施例提供的应用于激光电视的信号异常处理方法实施过程图；
图6为本申请实施例提供的对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测之前的步骤示意图；
图7为本申请实施例提供的对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测之后的步骤示意图；
图8为本申请实施例提供的检测结果为信号连续且时序变化的解决方法实施过程示意图；
图9为本申请实施例提供的应用于激光电视的信号异常处理方法的整体流程示意图。
具体实施方式
发明人研究发现，4K激光电视采用″系统级芯片(System on Chip)，SOC)+FPGA+激光源″的硬件系统架构，FPGA作为中间部分，如何将视频信号从SOC稳定的送到激光显示部分是整个系统正常工作的前提。
发明人研究发现，利用FPGA传输VBO信号时，如果信号传输不稳定，很容易出现画面异常等显示问题。相关技术中，为了满足用户不同的需求，开发了许多观看视频的不同模式，而SOC在切换不同模式的时候，传送给FPGA的时序会出现短暂的不连续。经过FPGA的处理，信号的不连续情况表现在显示端，会造成画面异常闪烁。
本申请实施例提出一种应用于激光电视的FPGA，能够跟踪VBO信号异常，并根据异常情况，分类别的采取对应的处理方式，提高输出给显示端的信号的稳定性，有效的解决了由于前端SOC信号的异常造成的屏幕闪烁的问题。
在激光电视的相关技术上电开机的过程中，FPGA与SOC建立连接之初，FPGA会接收到异常的SOC信号。在一种解决方法中是通过复位FPGA内部模块，来重新建立稳定的连接，该方法会出现信号中断，屏幕闪烁等问题。但是，在开机过程中，可以通过延迟显示端上电来屏蔽以上信号中断，屏幕闪烁的问题，而在激光电视正常工作的情况下，该方法不适用。
有鉴于此，本申请为了解决激光电视正常工作的情况下，由于SOC切换不同模式导致的图像闪烁问题提出了一种应用于激光电视的FPGA及信号异常处理方法。其发明构思为：激光电视正常工作时，对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测；若检测结果为信号状态正常时，基于该视频数据的数据同步时序将VGA信号处理成适用于激光电视的显示端显示的第一信号后，输出给所述显示端；若检测结果为信号状态异常时，则根据该信号状态的异常类别，采用异常类别对应的处理方式得到适用于显示端的第二信号，并输出给所述显示端。基于异常处理情况，本申请相当于在FPGA内部增设了独立的后端图卡显示系统，得到稳定的第二信号输出显示。
下面结合附图对本申请实施例中的应用于激光电视的FPGA进行详细说明。
在一个实施例中，如图1所示，为本申请实施例提供的应用于激光电视的FPGA的结构示意图，该FPGA上设置有时序检测模块101、图像校正模块102、图像生成模块103、信号发送模块104，其中：
时序检测模块101，用于对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测，得到检测结果；
图像校正模块102，用于基于视频数据的数据同步时序将VGA信号处理成适用于激光电视的显示端显示的第一信号；
图像生成模块103，用于若检测结果为信号状态异常时，则根据信号状态的异常类别，采用异常类别对应的处理方式得到适用于显示端的第二信号；
信号发送模块104，用于若检测结果为信号状态正常时，向显示端输出第一信号；若检测结果为信号状态异常时，向显示端输出第二信号。
本申请实施例在FPGA中的时序检测模块101和信号发送模块104之间增加了图像生成模块103，该图像生成模块103在检测结果为异常时，可以根据异常的类别选择对应的处理方式，可以有效的解决激光电视正常工作时，由于SOC信号的异常造成的图像闪烁的问题。
在一个实施例中，如图2所示，该FPGA上还设置有、串并行转换模块105、接收模块106和复位模块107，其中：
串并行转换模块105，用于对视频数据的串行信号进行串并转换，得到并行信号并产生数据同步时序；
接收模块106，用于将并行信号解析成VGA信号；
复位模块107，用于将若检测结果为异常类别为信号中断且时钟失锁时，对串并行转换模块以及接收模块分别进行复位和解复位操作；
时序检测模块101，还用于在复位模块执行复位和解复位操作之后，对后续接收到的VGA信号的信号状态继续进行检测；
在一个实施例中，复位模块对串并行转换模块以及接收模块分别进行复位操作后，串并行转换模块和接收模块恢复到初始化状态；
在一个实施例中，复位模块对串并行转换模块以及接收模块分别进行解复位操作后，串并行转换模块和接收模块进入正常工作状态。
信号发送模块104，还用于当检测结果由异常变正常时，根据复位模块的控制切换到向显示端输出第一信号。
本申请实施例采用复位模块对串并转换模块及接收模块进行复位和解复位；使SOC与FPGA再次建立稳定的连接，有效的解决了信号中断且时钟失锁时造成的图像闪烁问题。下面结合具体的异常类别对本申请实施例提供的FPGA进行说明。本申请中异常类别包括：第1种异常类别--信号中断且时钟失锁，第2种异常类别--信号连续且时序变化。
1)第1种异常类别的处理
在一些实施例中，如图3所示，该FPGA上还设置有时钟选择模块108和锁相环模块109，其中：
如3图中所示，黑色实线代表视频数据流，黑色虚线代表控制信号；
复位模块107，还用于当检测结果为信号正常时，控制时钟选择模块选择数据同步时序；当异常类别为信号中断且时钟失锁，则控制时钟选择模块选择晶振时钟；
锁相环模块109，用于将时钟晶振模块产生的晶振时钟分成两路，分别发送给串并行转换模块和时钟选择模块。
图像生成模块103，具体用于当异常类别为信号中断且时钟失锁时，根据晶振时钟的时序生成指定图像作为第二信号。
本申请实施例的复位模块在监测结果异常且异常类别为信号中断且时钟失锁时，会控制时钟选择模块将FPGA的工作时钟切换到晶振时钟，根据晶振时钟的时序生成指定图像作为第二信号，用黑屏掩饰了信号中断且时钟失锁时造成的屏幕闪烁问题。
2)第2种异常类别的处理
在一些实施例中，由接收模块将并行信号解析成的VGA信号VS信号、HS信号、DE信号以及RGB信号。
在一个实施例中，图像生成模块103，具体用于若检测结果为视频数据的信号连续且时序变化，则跟随数据同步时序的时序变化产生新时序，并提供给信号发送模块；
信号发送模块104，还用于采用新时序将校正后的VGA信号中的RGB信号与DE信号进行同步后得到用于输出的VGA信号作为第二信号。
本申请实施例通过在FPGA中新增图像生成模块有效的解决了SOC信号连续且时序变化时造成的图像闪烁问题。
基于上述两种异常类别的处理方法，图像生成模块103包括：
时序产生单元110、图卡产生单元111、图卡控制单元112，其中：
时序产生单元110，用于当时序检测模块检测到VGA信号的信号状态异常，且异常类别为信号中断且时钟失锁，则利用时钟晶振模块产生的晶振时钟进行计数，生成HS，VS，DE信号，当时序检测模块检测到VGA信号的信号状态异常，且异常类别为信号连续且时序变化，则根据数据同步时序的时序变化产生新时序；该单元决定了输出图卡的形状及大小；
图卡产生单元111，用于控制图卡的色彩，通过控制RGB三基色数值的大小来控制图卡的色彩，产生第二信号并发送给信号发送模块；该单元决定了输出图卡的色彩；
图卡控制单元112，用于将时序产生模块产生的新时序与图像校正模块产生的RGB数据信号相匹配，组成信号发送模块可以接收的VGA信号。
在一个实施例中，图像生成模块内部结构如图4所示：
输入信号：时钟信号CLK，工作时钟。参数配置接口REG，用于配置产生图卡的大小，形状，颜色等。复位信号：RST，用于模块的复位。
输出信号：HS，VS，DE三个信号为标准的时序信号，由″时序产生单元″生成。DATA为数据信号，由RGB组成，图卡产生单元生成。
为了便于理解，下面对两种异常类别的处理方法的整体流程进行说明：
1)当时序检测模块检测到SOC发送的数据中断，时钟失锁时，时序产生单元会使用晶振时钟作为工作时钟，图卡产生单元产生黑色图片。复位模块通过时钟选择模块将信号发送模块的工作时钟切换到晶振时钟，这样整个后端显示系统就实现了时钟的统一，全部采用晶振时钟作为工作时钟。复位模块将信号发送模块的数据输入切换到图卡产生单元，显示黑色图片。同时复位模块对串并行转换模块及接收模块有序的进行复位和解复位。使SOC与FPGA再次建立稳定的连接。当时序检测模块检测到时钟已经锁定，解出的时序正常时，复位模块会将信号发送模块的工作时钟切换到数据同步时序，将信号发送模块数据输入切换到图像校正模块的输出，显示正常的前端SOC图像。
2)当时序检测模块检测到前端SOC的信号连续且时序变化时，时序产生单元会根据前端SOC变化的时序产生新的时序，来匹配前端变化的数据。图卡控制单元将HS，VS，DE和RGB相匹配，组成信号发送模块可以接收的信号，复位模块会控制信号发送模块让后端显示正常的图像。
在一个实施例中，如图5所示，为本申请实施例提供的应用于激光电视的信号异常处理方法，具体实施过程包括以下步骤：
步骤501：对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测；
步骤502：若检测结果为信号状态正常时，基于视频数据的数据同步时序将VGA信号处理成适用于激光电视的显示端显示的第一信号后，输出给显示端；
步骤503：若检测结果为信号状态异常时，则根据信号状态的异常类别，采用异常类别对应的处理方式得到适用于显示端的第二信号，并输出给显示端。
本申请实施例在检测到信号状态异常时，根据异常类别产生适用于显示端的第二信号，有效的解决了激光电视正常工作时，由于SOC模式切换导致的图像闪烁问题。
下面结合具体的异常类别对本申请实施例提供的应用于激光电视的信号异常处理方法进行说明。本申请中异常类别包括：信号中断且时钟失锁，信号连续且时序变化。
1)第1种异常类别的处理
在一个实施例中，检测结果为信号中断且时钟失锁，则根据时钟晶振产生的晶振时钟的时序生成第二信号；
如图6所示，在对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测之前，实施以下步骤：
在步骤601中：接收视频数据的串行信号；
在步骤602中：采用串并行转换模块对串行信号进行串并行转换将串行信号转换成并行信号并产生一路对应的数据同步时序；
在步骤603中：采用接收模块将并行信号解析成VGA信号。
如图7所示，对视频数据的VGA信号的信号状态进行检测之后，实施以下步骤：
在步骤701中：当检测结果为信号状态异常时，则对串并行转换模块以及接收模块分别进行复位和解复位操作；
在步骤702中：在执行复位和解复位操作之后，对后续接收到的VGA信号的信号状态继续进行检测；
在步骤703中：当检测结果为信号状态正常时，停止向显示端输出第二信号，并将后续接收到的VGA信号处理成适用于显示端显示的第一信号后，输出给显示端；
在步骤704中：当检测结果为信号状态异常时，继续对串并行转换模块以及接收模块分别进行复位和解复位操作，直至检测到信号状态正常。
2)第2种异常类别的处理
在另一实施例中，检测结果为信号连续且时序变化，则跟随所述数据同步时序的时序变化产生新时序；如图8所示，具体实施过程包括以下步骤：
上述VGA信号包括VS信号、HS信号、DE信号以及RGB信号。
在步骤801中：对所述VGA信号进行图形校正，得到校正后的所述VGA信号；
在步骤802中：采用所述新时序将校正后的所述VGA信号中的所述RGB信号与所述DE信号进行同步到用于输出的VGA信号作为所述第二信号；
在步骤803中：将该第二信号输出给显示端。
为了便于理解，如图9所示下面对本申请实施例中的应用于激光电视的信号异常处理方法的整体流程进行详细说明。
在步骤901中：接收视频数据的串行信号；
在步骤902中：采用串并行转换模块对串行信号进行串并行转换将串行信号转换成并行信号并产生数据同步时序；
在步骤903中：采用接收模块将并行信号解析成VGA信号；
在步骤904中：对VGA信号的信号状态进行检测；
在步骤905中：判断VGA信号的信号状态是否正常，若检测结果为信号状态正常时，进入步骤906；若检测结果为信号状态异常时，则进入步骤907；
在步骤906中：基于视频数据的数据同步时序将VGA信号处理成适用于激光电视的显示端显示的第一信号后，输出给显示端；
在步骤907中：判断信号状态的异常类别；
在步骤908中：异常类别为信号中断且时钟失锁；
在步骤909中：异常类别为信号连续且时序变化；
在步骤910中：复位控制模块将FPGA的工作时钟切换至外部晶振时钟；
在步骤911中：对串并行转换模块以及接收模块分别进行复位和解复位操作；
在步骤912中：对后续接收到的VGA信号的信号状态继续进行检测；
在步骤913中：检测结果为信号状态正常时，停止向显示端输出第二信号，并将后续接收到的VGA信号处理成适用于显示端显示的第一信号后，输出给显示端；
在步骤914中：跟随数据同步时序的时序变化产生新时序；
在步骤915中：对VGA信号进行图形校正，得到校正后的VGA信号；
在步骤916中：采用新时序将校正后的VGA信号中的RGB信号与DE信号进行同步后得到用于输出的VGA信号作为第二信号，输出给显示端。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
