專利名稱：基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種矩陣切換系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種設(shè)置獨立交叉芯片 實現(xiàn)信號切換的矩陣設(shè)備。
背景技術(shù)：
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下有多路的輸出選擇，就形成了矩陣結(jié)構(gòu)。既每一路輸出都可與不同的輸入信 號"短接"，每路輸出只能接通某一路輸入，但某一路輸入都可(同時)接通不同的
輸出。 一般習慣中，將形成MxN的結(jié)構(gòu)稱為矩陣，而將Mxl的結(jié)構(gòu)稱為切換 器或選擇器，lxM的結(jié)構(gòu)稱為分配器。矩陣切換器原理是利用芯片內(nèi)部電路的
導通與關(guān)閉進行接通與關(guān)斷，并可通過電平進行控制完成信號的選擇。
現(xiàn)有的切換矩陣大都采用模塊化的設(shè)計方式，這樣可實現(xiàn)多規(guī)模，多格式 的信號切換，還可以通過多種類型的模塊板卡混插在同一機箱中來實現(xiàn)多類型
的切換矩陣。其基本原理框圖如圖1所示，具體說明如下
母板用于整個矩陣切換系統(tǒng)中各部分的連接，包括系統(tǒng)控制板，電源部
分，控制器部分以及信號切換部分。
系統(tǒng)控制整個矩陣的中心控制，負責控制器或者上位機切換軟件與切換
板部分的通信。
控制器/切換軟件控制器/切換軟件是人們使用矩陣的媒介，通過操作它 來實現(xiàn)各個信號源與目的之間的切換。不同的地方在于控制器是獨立的， 一般
由按鍵和液晶組成，可以通過C-BUS或是CAN-BUS與矩陣進行通信。切換軟件 是通過RS-232或RS-422， TCP/IP與矩陣進行通信，實現(xiàn)計算機軟件控制。
電源給矩陣提供電源，矩陣各個部分再由此轉(zhuǎn)換產(chǎn)生各自所需的電源。
風冷模塊當電源開始工作時，為機箱提供強制風冷。
切換板包括CPU控制部分，切換部分和信號通道兩部分，信號通道又分 輸入通道和輸出通道。當然還包括其所需電源，工作時與信號源及目的直接相 連。
問題在于，圖1所示方式的矩陣設(shè)備，其切換部分和信號通道部分集成在 一塊模塊中，制成一塊板卡(圖中切換板l……n)。因此， 一塊板上既存在輸入、 輸出單元又包括切換單元；這存在著一些局限性， 一個模塊的信號格式是固定 的，切換規(guī)模也是固定的，而且規(guī)模不容易增大。因此，對于整個切換矩陣的 靈活性和規(guī)模都有很大影響。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有切換矩陣在靈活性和規(guī)模擴展方面存在的問題，本實用新型提供 了一種嶄新的切換方式。它把切換部分和信號通道部分分開，做成不同的獨立 模塊。切換部分采用不同視頻切換芯片，即內(nèi)置交叉核技術(shù)，通過接插件與通 道部分的輸入/輸出板相連。不同的交叉核，連接相應的輸入/輸出板，就可以 實現(xiàn)不同的切換。
為了解決上述問題，本實用新型設(shè)計了一種基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣， 包括與母板通信連接的交叉核板，以及與交叉核板通信連接的輸出板和輸入板。
其中，輸出板設(shè)置有輸出通道單元，輸入板設(shè)置有輸入通道單元。交叉核板包
括實現(xiàn)信號切換功能的切換模塊、用于連接所述輸入板的輸入板接口、用于連
接所述輸出板的輸出板接口、用于連接母板的母板接口，以及與切換模塊通信
實現(xiàn)切換控制的CPU;該CPU通過母板接口與系統(tǒng)控制部分交互控制信息。
優(yōu)選方式下，切換模塊為獨立的切換芯片。并且切換模塊設(shè)置有存儲器和 控制寄存器。具體切換芯片的型號可選用AD8113、 MT8816、 M211U、、 M21121、、 VSC3139或VSC3140型芯片。
本實用新型基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣把切換部分和信號通道部分分開， 做成不同的獨立模塊。切換部分(交叉核)采用不同視頻切換芯片，通過插接 件與通道部分的輸入/輸出板相連。不同的交叉核，連接相應的輸入/輸出板， 就可以實現(xiàn)不同的切換。而且，如果交叉核采用高速的數(shù)字^L頻切換芯片，同 一個交叉核上還可以混插不同類型的輸入/輸出板實現(xiàn)多類型信號切換。這種 設(shè)計方式大大增強了切換矩陣的靈活性，不僅在切換類型上，而且在規(guī)模上都 有很大的益處。從用戶的角度，如果所需矩陣的類型比較多，就沒有必要重新 購買一款矩陣，只需更換交叉核和輸入/輸出板就可以了。如果是規(guī)才莫有所增大， 無需更換交叉核，只需增加輸入/輸出板就可以了。而且這種設(shè)計方式還會縮短 新產(chǎn)品的研發(fā)周期，對產(chǎn)品折舊也有很大幫助。

圖l是現(xiàn)有技術(shù)中矩陣系統(tǒng)的功能模塊設(shè)置方式示意圖； 圖2是本實用新型基于內(nèi)置交叉核技術(shù)矩陣中交叉核內(nèi)部邏輯功能框圖。
具體實施方式

本實用新型 一種基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣，將實現(xiàn)切換功能的切換單元 和作為輸出/輸入通道的輸出單元、輸入單元分別制成獨立的電路板卡或連接件 板卡，使用時匹配插接對應的單元板件，即可實現(xiàn)不同規(guī)模、切換不同信號的 矩陣產(chǎn)品。
具體說本矩陣包括與母板通信連接的交叉核板，以及與交叉核板通信連接
的輸出板和輸入板。輸出板設(shè)置有輸出通道單元；輸入板設(shè)置有輸入通道單元。 所謂通道單元既包括實現(xiàn)信號傳輸功能的電路，又包括實現(xiàn)連接功能的接插件 或其他種類的連接件。
參考圖2所示具體說明交叉核板，包括實現(xiàn)信號切換功能的切換模塊、用 于連接所述輸入板的輸入板接口、用于連接所述輸出板的輸出板接口、用于連 接母板的母板接口，以及與切換模塊通信實現(xiàn)切換控制的CPU;該CPU通過母板 接口與系統(tǒng)控制部分(見圖1中的系統(tǒng)控制部分)交互控制信息。各部分具體 「
交叉核交叉核技術(shù)的核心部分，它主要由CPU和切換芯片組成，當然還 包括其所需的電源。其中，CPU負責與系統(tǒng)控制板進行通信，并且控制切換芯片 的工作。切換芯片用來完成信號的切換。不同的切換芯片可以形成不同的矩陣 類型，例如如果是模擬視頻的切換芯片，可以形成模擬視頻切換矩陣；如果 是高速的數(shù)字視頻切換芯片，可以形成高清、標清、DVI和HDMI切換矩陣。而 且不同規(guī)模的切換芯片還可形成不同相應規(guī)模的矩陣。
輸入板接口與輸入板連接，輸入板與實際的信號源相連，為矩陣切換提 供源。根據(jù)需要以及切換芯片的類型可以選擇不同的輸入板，從而組成不同的 矩陣。而且一個交叉核通常會有多個輸入接口，可根據(jù)需要插入不同數(shù)量的輸 入板來控制矩陣規(guī)4莫。
輸出板接口與輸出板連接，輸出板與實際的信號接收設(shè)備/終端相連，為 矩陣切換提供目的。同輸入板一樣可以根據(jù)需要以及切換芯片的類型選擇不同 的輸出板，從而組成不同的矩陣。而且一個交叉核通常會有多個輸出接口，可 根據(jù)需要插入不同數(shù)量的輸出板來控制矩陣規(guī)模。
母板接口與母板連接，獲得交叉核及輸入/輸出板所需電源并且與系統(tǒng)控 制板連才妄。
具體工作過程如下
根據(jù)需要把相應的交叉核和輸入/輸出板插好。模擬一見頻切換交叉核可以選 用的切換芯片是AD8113 (16X16)、 MT8816 (16X8)等，數(shù)字視頻切換交叉核可 以選用的切換芯片是M21111( 17X17 )、M21121( 34X34 )、VSC3139( 72X72 )、VSC3140 (1"X1")等，可根據(jù)所需矩陣規(guī)模來選擇。輸入/輸出板上可根據(jù)需要選擇 是否放置CPU，它主要是負責設(shè)置或讀取信號通道的一些有效狀態(tài)數(shù)據(jù)，便于交 叉核內(nèi)的CPU即時知道通道所處的狀態(tài)。交叉核內(nèi)的CPU還有一主要的功能就 是當控制器或上位機切換軟件進行信號切換時，它通過系統(tǒng)控制板送來的數(shù)據(jù) 得知具體的切換通道路數(shù)，然后給切換芯片相應的控制指令，從而切換芯片就 會將相應的輸入通道和輸出通道接通實現(xiàn)切換。接著，就會在與輸出板相連的 信號終端上顯示出來。例如如果需要一臺32X32的數(shù)字視頻高清切換矩陣， 除了選擇一個與"M目應的合適的機箱外，可選用切換芯片為M21121的內(nèi)置交叉 核。如果每塊輸入/輸出板上有16個通道，那么只需選擇各兩塊數(shù)字高清的輸 入/輸出板。這樣就可以組成一臺所需的數(shù)字^f見頻高清切換矩陣。在輸入板上連 接相應的高清信號源，在輸出板上連接顯示終端，比如說示波器，與控制器/切 換軟件連接完畢后，上電，就可以進行正常的切換了。控制器/切換軟件與系統(tǒng) 控制板之間自上電一直存在數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)控制板和交叉核之間也是這樣。如 果要把第一路信號源切換到所有32路顯示終端上，在控制器或切換軟件上進行 相應的操作，系統(tǒng)控制板就會得到切換數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制板又會將這些數(shù)據(jù)送給 內(nèi)置交叉核中的CPU。交叉核得到這些數(shù)據(jù)后就會操作切換芯片，給它寫一些控 制指令和數(shù)據(jù)，從而切換芯片就會根據(jù)所得數(shù)據(jù)將相應的輸入和輸出通道連通， 即輸入1通道與所有32路輸出通道都連通，其它的輸入通道與這32路輸出通 道都關(guān)斷。這樣，在與輸出板相連的所有32個顯示終端就會顯示相同的信號， 都是信號源l的數(shù)據(jù)。不同的切換芯片，其控制指令和才喿作時序會有些微差別， 但是較大規(guī)模的切換芯片， 一般都有自己的存儲器和控制寄存器。大多數(shù)情況 下，都是先對其控制寄存器進行設(shè)置，然后再寫與通道切換有關(guān)的數(shù)據(jù)。通常 的切換芯片都有并行和串行兩種控制方式，可根據(jù)具體情況進行選擇。相對來 說，并行控制速度會快一些，但需要的控制和數(shù)據(jù)線會多一些，而串行控制的 速度會慢點兒，但所需控制和數(shù)據(jù)線會少一些。切換芯片一般遵循的工作順序 是上電后先進行復位，讓它處于已知狀態(tài)，然后寫其控制寄存器，也就是芯片 初始化設(shè)置，之后就可以寫l封居了。寫完之后也就完成了相應的信號切換。
一些用于高清切換的芯片，如M21111 (17X17)、 M21121 ( 34X34 )、 VSC3139 (72X72 )、 VSC3140 ( 144X144 )，它們的帶寬都很高，同時可用于DVI信號的切 換而不必更換交叉核。因為DVI接口有四路信號，它們是一體的，所以不能和 高清信號那樣進行切換。于是需要輸入/輸出板給交叉和核一個信號來確定切換 信號的類型，這個是完全可以做到的，所以如果想將一高清矩陣變?yōu)镈VI矩陣 只需更換輸入/輸出板就可以了 。 DVI輸入板可以接有DVI接口的計算機主機或 其它信號源設(shè)備，輸出板可以接有DVI接口的顯示終端設(shè)備，如顯示器、電視 機等，這是一種很有發(fā)展空間和市場的矩陣產(chǎn)品。它還兼容標清信號切換，也 是只需更換輸入/輸出板就可以了 。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范 圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都
應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣，其特征在于，包括與母板通信連接的交叉核板，以及與所述交叉核板連接的輸出板和輸入板；所述輸出板設(shè)置有輸出通道單元；所述輸入板設(shè)置有輸入通道單元；所述交叉核板包括實現(xiàn)信號切換功能的切換模塊、用于連接所述輸入板的輸入板接口、用于連接所述輸出板的輸出板接口、用于連接母板的母板接口，以及與所述切換模塊通信實現(xiàn)切換控制的CPU；所述CPU通過所述母板接口交互控制信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣，其特征在于，所述切 換模塊為獨立的切換芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣，其特征在于，所述切 換芯片的型號選用AD8113、 MT8816、 M21111、 M21121、 VSC3139或VSC3140。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣，其特征在于， 所述切換模塊包括存儲器和控制寄存器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于內(nèi)置交叉核技術(shù)的矩陣，包括與母板通信連接的交叉核板，以及與交叉核板連接的輸出板和輸入板。其中，輸出板設(shè)置有輸出通道單元；輸入板設(shè)置有輸入通道單元。交叉核板包括實現(xiàn)信號切換功能的切換模塊、用于連接輸入板的輸入板接口、用于連接輸出板的輸出板接口、用于連接母板的母板接口，以及與切換模塊通信實現(xiàn)切換控制的CPU；該CPU通過母板接口與矩陣系統(tǒng)控制部分交互控制信息。本實用新型的矩陣把切換部分和信號通道部分分開，做成不同的獨立模塊。不同的交叉核，連接相應的輸入/輸出板，從而可以實現(xiàn)不同的切換。這種設(shè)計方式大大增強了切換矩陣的靈活性，不僅在切換類型上，而且在規(guī)模上也得到了擴展。
文檔編號H04N5/268GK201197173SQ200820012219
公開日2009年2月18日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者鵬 程, 趙云云 申請人:大連捷成實業(yè)發(fā)展有限公司