1、三星拼接处理器技术方案2.图形控制处理器RMAX-2000 系列拼接控制器是一款性能强大的高端图像处理设备，能够在多个显示终端上同时显示多个动态画面，主要用于大屏幕拼接显示系统，是系统的核心显示控制设备。控制器的灵魂是它的处理能力和稳定性，基于计算机体系构架的传统控制器发展至今，性能和稳定性完全取决于它所依赖的计算机，不管传统控制器做多少改良，最多只能算量的积累，难于获得质的提升。 RMAX-2000系列拼接控制器，颠覆了传统控制器设计思路，彻底抛弃了计算机，打破了锁链，得到的是一片全新的应用空间。RMAX-2000系列拼接控制器采用大规模FPGA 阵列式组合处理构架，全硬件设计，无CPU 和
2、操作系统。控制器集超带视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、二维高阶数字滤波等高端图像处理技术于一身，具有强大的处理能力。控制器采用多总线并行处理机制,能从根本上保证对所有输入视频进行全实时处理，图像没有延迟，无丢帧现象。RMAX-2000系列拼接控制器支持多种视频输入模式,包括复合视频（DVD或摄像头信号），计算机视频（电脑信号VGA或DVI）等。其中，复合视频，能制式自适应；计算机视频，能支持目前几乎所有的常见显示分辨率，支持 4096x1536、3072x2304 在内的多种超高分辨率信号，支持用户自定义信号模式，支持 1080P 高清数字视频。控制器提供 RGB/DVI 输出接口，输
3、出格式和分辨率可选。RMAX-2000拥有多种控制方式，包括面板按键、 红外遥控RS232 串口以及以太网远程控制。1) RMAX-2000技术优势 纯硬件构架 RMAX-2000 拼接控制器为纯硬件构架，硬件核心为大规模FPGA阵列，无CPU、硬盘、内存等常规计算机配件。系统采用模块化设计,模块数目随输入输出信号的多少而增减。纯硬件构架的控制器，它本身不是一台计算机而是一台专业的图像处理设备，和基于工控机的插卡式拼接器在系统上有本质区别。 多RGB 信号实时并行处理RMAX-2000 拼接控制器采用先进的高速数字信号多总线并行处理机制，系统给每一个输入通道都分配独立的处理模块和数据总线，所有
4、模块并行工作，系统对每个通道的处理速度是固定的，处理速度与通道数的多少无关，因此可实时处理多个 VGA视频。目前， RMAX-2000能够在40个屏的拼接墙上同时显示多达64 路实时的RGB信号，所有信号的颜色深度均为24位，均能做到信号的不丢帧，无延迟。普通工控机插卡式拼接器在本质上是在计算机上插图像处理卡 , 通过软件编程 ,实现拼接处理功能。其所有输入输出通道共享固定的 CPU 和 PCI 总线资源， CPU 速度有限， PCI 总线带宽固定，通道越多，每个通道分到的资源越少，处理速度也越慢，直接表现为，多信号同时处理时出现图像丢帧和延时现象。目前的大多数工控插卡式拼接器，受限于 CPU
5、 的能力和 PCI 总线的速度，最多能实时处理3-4路 RGB 信号。 符合监控系统要求，所有信号均能做到实时显示RMAX-2000是纯硬件图像处理器具有更强大的图像处理能力，与计算机不同，RMAX-2000所有数据全部并行处理，采用分布式运算、集中控制的方式。设备具有强大的图像处理能力，多个电脑信号多个视频信号上屏幕均可以实时显示，不丢帧，不延迟。相比之下计算机拼控使用核心CPU做处理，多信号情况下实时响应能力不够好。 RGB 信号和 VIDEO 信号叠加 RMAX-2000拼接控制器在处理信号时,对VIDEO信号和计算机信号进行归一化处理，即 RGB 信号和VIDEO信号同等对待。 因此
6、RGB 图像窗口和 VIDEO图像窗口可无约束的进行叠加、漫游和单屏分割,同时还能实现多种高级组合显示.而大多数工控机插卡式拼接器对 VIDEO 信号和 RGB 信号区别处理，无法实现 RGB信号和VIDEO 信号的自由叠加。 支持高分辨率输入信号 RMAX-2000拼接控制器处理功能强大,可处理 2048x2048(雷达信号),4096x1536(高清晰地图)之类的极高分辨率信号，同时可支持用户自定义的信号。而传统的工控插卡式拼接器无此功能。 支持超高分辨率Windows系统底图 大规模纯硬件处理器，需要一个高清、可操作的Windows界面作为主显示桌面，称为底图，其他的信号在这个底图之上显
7、示。 底图计算机的基本作用：给显示拼墙提供一个可操作的Windows桌面；可以显示交通、电力、军事等系统的超清地图；用于显示大幅标语和欢迎词；可接收网络计算机视频信号；用于网络IP视频流的解码；用于PPT、Word文档的宣讲；确保在没有其他信号的情况下，系统不黑屏。 拼接控制器输出规模越大，需要Windows底图的分辨率越高。RMAX-2000拼控系统单机可实现超大规模拼接，根本不需要构建网络系统，不需要虚屏技术，就可以实现Windows高清底图。 基于DSP(数字信息处理器)的高速串行数据处理技术 FGPA适用于大规模、多信息的并行处理，而DSP则适用于高速度、超复杂的算法处理。DSP是专用
8、的数据处理芯片，就是用于计算数据。RMAX-2000内含的多个DSP，每片的处理速度为5.4G/s，就是一个DSP每秒可以计算5.4G次。相比计算机，其一个CPU核的计算速度一般为2.66-3.0G/s。由于有DSP作为运算基础，RMAX-2000可以批量处理复杂算法，可以同时处理多路H.264压缩的1920x1080高清数据信号。同比不失真的情况下，一般计算机最多同时处理2路。下图为4核CPU、3核DSP、128个并行运算单元的1片FGPA所具有的运算速度对比。 基于LVDS(低电压数字传输)的并行多通道数据总线系统基于T.M.D.S数据结构的LVDS多通道并行数据总线，保证了RMAX-20
9、00系统海量视频数据的传输交换。一个LVDS通道的速度为4GB/s，就是1秒钟传输4G的0/1比特位数据。对于64位的PCI-E总线，最快速为PCI-Ex16，每秒4GB/s，那么一台计算机的总线速度总数为4x64=256Gb/s，而这些数据容量要分给内存、硬盘、操作系统、视频数据输入输出等共享。一台8U的RMAX-2000内部有72组4路的LVDS总线，因此其有效数据容量为4x4x72=1152Gb/s，其所有容量全部用于输入输出视频流。 单通道支持16个以上画面显示RMAX-2000设备每个输出端支持显示8-16个视频或电脑信号。对于超多视频信号的监控环境，可以作到更加全面的监控效果。例如
10、18拼项目，可以扩展到单屏4窗口，即可同时监控72路视频；单屏9窗口，即可同时监控162路视频。鉴于信号清晰度要求，如果监控环境使用4:3显示屏可以考虑单屏开4窗口，使用16:9显示屏可以考虑单屏开6窗口。为保证无信号时屏幕相关部分不蓝屏或黑屏，需要使用计算机高清底图作为基本显示背景。 支持出口调色功能RMAX-2000拼接控制器的出口具有先进的四色多阶颜色校准功能。当拼接幕墙因换灯、换屏等系统维护或其他原因导致屏幕出现色差时，操作人员可以通过控制器对其进行精确的校准，以使大屏保持高度的颜色一致性。输出端口的色彩调整功能极大的方便了工程方对拼接幕墙工程的维护保养，有效延长了屏体的使用寿命。 安
11、全性、稳定性好 RMAX-2000拼接控制器无操作系统,病毒无法感染；全并行工作,无系统整体崩溃危险；系统数据出厂前已固化，无法更改，意外断电不会造成数据丢失，控制器可经受频繁开关机。工控机插卡式拼接器所安装的软件操作系统存在安全性、稳定性的隐患。 自动图像识别重建 RMAX-2000拼接控制器具有信号自动识别重建功能。对系统中新接入的VGA信号,控制器不但能自动识别信号的分辨率与刷新频率，而且还能通过复杂运算，确定信号的位置偏移和相位误差,自动校准。RMAX-2000拼接控制器能检测不同输入信号在幅度、相位、频率等方面的细微差别，并把这些差别作为信号的唯一标识，连同校准参数一起记录在案。当校
12、准过的信号再次接入系统时，控制器无需对信号重新校准，而是自动套用参数，这就是控制器的信号自动识别能，此功能极大方便了用户的使用。而工控机插卡式拼接器无此功能。 灵活多样的控制方式 RMAX-2000拼接控制器支持红外、按键、RS232 串口控制。通过遥控器或面板按键，可调用控制器预存的场景;通过 RS232 串口或以太网接口,可方便的把控制器与计算机、中控相连。随机附带的窗口控制软件,提供了全面的实时控制功能,所有参数都可通过软件设置。窗口控制软件可直观的实现窗口缩放、窗口漫游、窗口叠加，好学易用，不需维护。 热插拔、自恢复功能 热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，
13、热插拔功能就是允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换设备部件，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等。对于RMAX-2000设备，热插拔功能主要针对设备两种核心器件，一种是电源，一种是功能插板。RMAX-2000热插拔的基本作用是，实现设备的可扩展性和方便维护。 支持VScreen网络虚屏RMAX-2000系列拼接控制系统配备图形工作站，实现超大分辨率底图以后，可方便的实现Netview虚屏。功能： 在超大底图，分辨率可达满分辨率； 可将网络上的计算机信号拖放到底图上； 可将底图信号的全部/部分在单个显示器上显示； 支持IP视频显示RMAX-2000支持硬件IP视频解
14、码，能够同时将多路IP视频接入系统中，在大屏幕上显示。2) 大规模设备一体机技术优势 随着液晶拼接的飞速发展，大规模拼接系统逐渐增多，100拼以上的项目屡见不鲜。我们认为，输出超过32拼以上的拼接设备，为中等规模，输出超过64拼以上的，为大规模。实现大规模拼控，主要有两种方式。一种是用一台大规模设别，实现全部功能；另一种是用多台中小型设备级联，拼成一台大的设备。不论是从先进性，还是从施工维护上方面考虑，单台设备都比多台级联设备有多个优势。 一体机设备个数少，稳定性高多台设备多面临的稳定性风险，远比一台设备要高。如果多台设备中的任意一台出了问题，系统就会崩溃。 分体设备信号控制方式复杂多台设备联
15、合控制，需要复杂的控制方式。一个动作需要多台设备一起操作，操作复杂。 分体设备信号不能够任意拖拽不能随意摆放多台设备级联，信号摆放方式都有限制。 用矩阵切换方式，存在单个分体设备信号显示个数的限制。例如，一台分体式设备的VGA入口为24个，那么它所控制的36块屏，就不能够同时显示超过24个VGA信号。如果用户要求36块屏显示36个VGA信号。 用网络构架，存在跨分体拼控，信号不能都实时显示的问题。将进入第一台拼控的信号显示到第二台拼控所在的屏幕上，就需要第一台拼控将此信号采集下来，再通过网络传给服务器，服务器再将此信号传给第二代拼控。网络带宽有限，跨拼控信号过多会导致信号无法实时显示。Wall
16、 control运行在Windows9xNT，2000环境；可实现对大屏幕投影墙显示模式管理、窗口管理、投影机控制、预案管理等功能，且所有操作都能在软件和控制界面上完成。该软件安装在用户的控制PC上，使得对投影墙的操控方便、快捷，操作界面友好直观。 主控软件主界面 窗口位置 选择设定模式，可以对显示窗口的位置，窗口大小进行自定义设定显示。 矩阵辅助控制 矩阵辅助控制切换界面用于在大系统中辅助控制外围矩阵，便于用户但界面操作。在使用中控的环境中，不需要此功能。单击【矩阵切换控制】能够打开矩阵辅助切换设置界面。 屏幕辅助控制 屏幕辅助控制界面用于在大系统中辅助控制显示终端，便于用户单界面操作。在使
17、用中控的环境中，不需要此功能。单击【屏幕开关】能够打开显示终端高级控制界面。 显示终端高级控制界面为高级用户使用，在此处用户能够编辑指令名称、串口信息和16进制具体指令内容。 显示终端高级控制界面提供了一个强大的功能平台，但需要复杂的初期设定，一般很少使用。3.多屏处理器的功能 (1)、视频图像显示、控制、调用的集成 通过大屏幕配合控制器，系统实现任意DVI信号、模拟视频图像信号以视频窗口的形式在信息化室墙上显示出来； 通过大屏幕显示单元控制软件实现任意信号在任意单屏上或整屏上显示，窗口可以任意拉伸、缩放、拖拽、叠加显示。并可以设置显示预案，方便调取。(2)、系统集成控制功能 直观、图形化的全
18、中文集成操作界面：在统一的图形操作界面下，通过简单的鼠标操作，便可以完成对集成系统中各项参数、预案的设置、调用，用户只需要关心最终的显示效果，而无须关心中间的视频切换过程、显示单元切换过程等繁杂的工作 预案设置、调用功能：对于VGA信号和DVI信号，都可以预先设置、存储、调用显示预案，所有工作都在同一个图形控制界面下完成。 图形处理器可以说是本系统的一个核心，在屏幕上要达到的跨屏显示、任意开/关视频窗口、任意控制视频窗口的大小等功能都是需要它来实现的。(3)、系统设计保证整个系统的稳定性，追求高效、低成本是各行业逐步走向商业化所必须采取的措施，因此合理的性能价格比是系统设计中应当考虑的重要内容
19、，同时还应当考虑系统长期运行成本。产品在兼顾优良性能的基础上充分考虑经济性，整套系统具有低电耗，易维护的特点，有效地降低了系统运行中的维护费用，系统总体造价经济实用。4. 显示模式（以3行4列拼接为例）4.1.全屏显示，高分辨率应用全墙在多屏处理器的驱动下形成一个超高分辨率的统一显示平台，既可以全墙显示超高分辨率的大型完整的图形，也可以在上级领导来参观学习时方便快捷的实现显示标语、欢迎词或高分辨率的演示图片，各种信号以窗口形式显示，并可以在全墙范围内任意缩放、跨屏漫游。全墙高分辨图片显示模式4.2.多路视频信号显示支持全制式视频输入信号，视频监控信息、摄像机、录像机、大小影碟机、彩色实物投影仪
20、等各类视频信号源均可接入显示单元或者多屏处理器，信号经处理后以窗口的形式在拼接显示墙上任意位置任意移动、无级缩放、跨屏或者重叠等。视频信号显示4.3.各类信号混合显示视频信号、RGB信号、处理器应用、均可同时在大屏幕上以各自方式显示，互不干扰。或者把大屏幕根据应用系统的需要，进行分区域显示，并分区域控制。用户可以根据需要，把各种信号的显示和位置存储为模式，在用户需要的时候直接切换，即可即时按照模式定义显示窗口，或者进而定义预案，按照需要自动调用或者切换各种显示模式，实现对信息化系统的自动化管理。混合信号显示4.4.系统功能特点以用户满意为最终目标，拼接墙显示系统遵循如下设计原则： 实用性系统能满足各种现实和潜在的需求，且达到满意的效果。 可靠性系统能提供长时间的连续运行，且稳定可靠。 先进性系统的功能和性能达到同档次显示系统的先进水平。 持续性选用的高质量显示单元和控制器，保证系统的显示效果长久不变。 经济性在满足需求的情况下，使系统建设和使用投入的成本尽量小。 方便性系统的调整、使用简单易行，用户操作界面友好，操作过程简捷，经短时培训即可操作使用。
