流的嵌入式系統的視頻輸出接口包括:
HDMI(High-Definition Multimedia Interface):HDMI是一種數字視頻接口標準,廣泛用于連接高清顯示器、電視和投影儀等設備。它支持高清視頻和多通道音頻傳輸,并具有高質量的傳輸性能。
HDMI(High Definition Multimedia Interface) ,中文名稱為高清晰度多媒體接口。所以一般情況下我們在說HDMI的時候,指的是這種接口。
2002年4月日立,松下,飛利浦 Silicon Image,索尼,湯姆遜,東芝共7家公司成立HDMI組織,并制定了的專用于數字視頻/音頻傳輸標準。同年12月,HDMI組織發布了1.0版本,隨后適配HDMI版本的接口類型相繼被設計出來。
HDMI是一種數字化視頻/音頻接口技術,是適合影響傳輸的專用型數字化接口,可以在一根傳輸電纜內傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號,且無需在信號傳送前進行數/模或者模/數轉換。
數字信號相較于模擬信號具備諸多優勢,首先是輸出的視頻信號更加穩定,不容易受到干擾出現拖影和偏色等情況;其次,HDMI接口可以同時輸出視頻和音頻兩種信號,輸出音像時不用額外連音頻線;最后,HDMI接口支持熱插拔,即插即用,十分方便。凡此種種,以HDMI接口為代表數字信號傳輸技術就慢慢取代了模擬信號傳輸方式。成為主流,HDMI接口也很快成為機頂盒、DVD播放機、個人計算機、電視、游戲主機、綜合擴大機、數字音響與電視機等設備的必備接口。
然而,HDMI接口雖然高效好用,但是應用于不同設備上卻有著不同物理外觀,HDMI協會共定義了下列五種:
也稱為Standard(標準) HDMI接口,為市面上最常見的HDMI連接器種類,共設計有 19pin,寬度為13.9毫米、厚度為4.45毫米。一般筆記本電腦、DVD 播放器、電視、計算機屏幕等設備上都采用此種類,從1.0 版本沿用至今。
目前非常少見,設計有29pin,帶寬為 Type-A 的兩倍。理論上能夠傳輸 WQXGA(2560×1600)的高分辨率,但是當時的HDMI芯片無法運作在那么高的頻率,所以市面上并沒有產品采用。
又稱作 mini(小型)HDMI 接口,為19pin 的設計,但針腳排列成單排,其尺寸為10.42×2.4毫米,比Type A小了將近1/3,應用范圍很小,有時候會在一些薄型筆記本電腦或是計算機屏幕上使用。
又稱作 micro(微型) HDMI接口,采用了雙排針腳19pin 的設計。Type-D 接口比Type-C又縮小了大約一半的面積,尺寸近似于miniUSB接口,很適合數字相機、平版計算機等以輕薄短小設計為要求的便攜設備使用,更適用于便攜和車載設備。于1.4 版本推出。
此種類專為車用線纜設計,有與其他種類相同的 19pin 設計,差別在線纜相連的地方有著機械鎖的設計,能夠在車輛行進中確保連接的穩定性。是一般消費者在市面上不常見到的種類。
HDMI線纜是否符合使用者的需求取決于「線材」及「接口」兩個部分。線材決定線纜的帶寬,對應到線纜傳送的最高分辨率;接口則決定線纜能夠連接的設備種類。HDMI線纜能傳輸的數據量取決于 TMDS 信道上頻率的速度,根據最高傳輸速率的不同,可以分為下列四種不同的 HDMI線纜規格:
Category 1 cable(Category 1 cable(標準HDMI電纜)最高支持的 TMDS 頻率為 74.25MHz,帶寬為 2.25Gbps,可傳輸720p/1080i 60Hz的影像。
Category 2 cable(高速HDMI電纜)最高支持的 TMDS 頻率為 340MHz,帶寬為 10.2Gbps,可傳輸 4K2K 30Hz 的影像。
Premium HDMI cable(升級高速HDMI線纜)最高支持的 TMDS 頻率為 594MHz,帶寬為 5.94Gbps,對應到 HDMI 2.1 的最高帶寬,可以傳輸 4K2K 60Hz 的影像。
Category 3 cable:(超高速HDMI線纜)除了 TMDS 模式之外,同時也支持 FRL 模式,帶寬最高可達 48Gbps,可以傳輸8K 60Hz 不經過壓縮處理的影像
其中1)、2)被定義在 HDMI 1.4版本中,3)被定義在 Premium HDMI Cable Specification(高級 HDMI 電纜規格)中,而4)被定義在 HDMI 2.1版本中。
當 HDMI版本 從 1.3 版更新至 1.4 版時,新增加支持以太網絡功能,讓不同裝置透過其連接的 HDMI線纜就能共享網絡功能,不需要連接額外的網絡線。如果支持此功能的線纜,會在名稱之后加注「附以太網」(with Ethernet)的字樣。詳見下表“HDMI線纜市場名稱及類別”(適配器就是接口的意思):
HDMI線纜市場名稱及類別
此外,還有一種車用線纜(Category 1 Automotive),針對「車用線纜」(Automotive)HDMI1.4b 規范有其專有的定義。車用線纜由于使用上有其限制,因此支持的帶寬較低,最高頻率只到 74.25MHz ,由于考慮到汽車內部環境通常比室內嚴苛許多,為了能夠承受顛簸、高低溫變化等各項因素,對連接穩定性、抗震、防潮等環境承受度都有一定要求,所以在接口上會使用結構經過特別設計且尺寸較大的 Type-E接口。
前面有給大家介紹主流的HDMI接口類型,與USB接口一樣,HDMI的接口類型也是隨著它的接口協議(版本)不斷變遷的,那么下面我們一起看看HDMI從成立至今,共發布多少個版本,不同版本又帶來了什么新技術。
在對于歷代版本及功能進行描述時,我們先給大家介紹一下關于HDMI歷代版本通用的重要功能——基于HDCP的安全性能。這邊簡單介紹一下HDCP。
HDCP(High -bandwidth Digital Content Protection)高帶寬數字內容保護技術,又是個由intel牽頭做的老技術了,目的是為了“防止用戶非法錄制”復制內容、保護版權。當檢測到非法錄制時無法正常顯示畫面,降低畫質、分辨率。
目前已經到了2.2版本,由MovieLabs牽頭,組織成員包括派拉蒙影業、索尼電影、二十世紀福克斯、環球電影、華特迪士尼影業、華納兄弟。(每代版本不向下兼容,想要高分辨率就要支持新版本)。
支持 Blu-ray 及全高清 1080/60p
最早的 HDMI 版本,2002 年 12 月推出,可說是專為當年的 Blu-ray 等全高清軟件而設,最大特點是同時整合了影像和音頻傳輸,比起電腦上的 DVI、DisplayPort 純影像傳輸介面,更加適合影音器材使用。HDMI 1.0 已經支持 DVD 及 Blu-ray 視訊,最高頻寬達到 4.95 Gbps,當中 3.96 Gbps 用作傳輸視頻流,可以支持 1080/60p 或者 UXGA 解析度;音頻方面支持 8 聲道的 LPCM 24bit/192kHz,換言之已經播到多聲道 Hi-Res,規格相當之強。
DVD-Audio 以及 SACD 的音頻在 HDMI 的小改版之后都已經支持,可惜這兩種格式后來都未能普及
新增對DVD音頻的支持
2004年5月,HDMI1.1版本面世,新增對DVD音頻的支持。DVD-Audio 用 DVD 光碟儲存 16bit/44.1kHz 至 24bit/192kHz 的 PCM 音樂,本來同 SACD 一樣作為 CD 格式的后繼者,不過可惜兩種格式都未能普及。
支持 SACD
HDMI1.2版本于2005年8月推出,新增了對 1-bit audio、也就是 SACD 音頻串流的支持,最多可支持 8 個聲道,很大程度上解決了HDMI1.1支持的分辨率較低,同電腦設備兼容性較差等問題。1.2版像素時鐘運行頻率達到165MHz,數據量達到4.95Gbps,因此可以實現1080P,可以認為1.2版解決的是電視的1080P和電腦的點對點顯示問題。
兼容 CEC 多器材操控
HDMI 1.2 的小改版,在同年 12 月推出,支持全部 CEC(Consumer Electronic Control)功能,讓兼容的器材以 HDMI 連接時一個遙控就可以全部控制。
新一代的電視、Blu-ray 機等器材都可以支持 Deep Color 技術,令顯示的顏色可以更豐富。
HDMI Type-A 也就是最常見的 HDMI 插頭是在 1.0 版本就沿用至今,Type C(mini HDMI)則是 1.3 版推出、Type D(micro HDMI )是在 1.4 版本推出。
頻寬增至 10.2 Gbps、支持 Deep Color 及高清音效串流
2006年6月HDMI1.3更新,帶來最大的變化是將單鏈接帶寬頻率提升到340MHz,也就能讓這些液晶電視獲得10.2Gbps的數據傳輸量,1.3版的線是由4對傳輸通道組組成,其中1對通道是時鐘通道,另外3對是TMDS通道(最小化傳輸差分信號),他們的傳輸速度分別為3.4GBPS。那么3對就是3*3.4=10.2gpbs更是能將HDMI1.1,1.2版本所支持的24位色深大幅擴充至30位,36位及48位(RGB或YCbCr)。HDMI1.3支持1080P,一些要求不高的3D也支持(理論上不支持,實際有些可以)。
由《阿凡達》帶來的 3D 熱潮持續了幾年的時間,所以 HDMI 的新功能好多都是針對 3D 作優化。
支持 4K/30p、3D 及 ARC
HDMI 1.4 可算是早幾年最普及的一個版本,2009 年 5 月推出,已經支持 4K 解析度,不過就只有 4,096 × 2,160/24p 或者 3,840 × 2,160/24p/25p/30p。當年亦是 3D 熱潮開始的時候,HDMI 1.4 也支持了 1080/24p、720/50p/60p 的 3D 影像。音頻方面新增了相當實用的 ARC(Audio Return Channel)功能,讓電視音頻可以經由 HDMI 回傳到功放機再輸出。也新增了 100Mbps 的網絡傳輸功能,通過 HDMI 可以分享互聯網連接。
HDMI1.4版本已經可以支持4k了,但是受制于寬帶10.2Gbps,最高只能達到3840*2160分辨率和30FPS幀率。
新增 3D 功能的小改版
由《阿凡達》帶起的 3D 熱潮一路持續,所以分別在 2010 年 3 月同 2011 年 10 月推出了小改版 HDMI 1.4a 及 1.4b,主要都是針對 3D 而設,例如加多了兩種廣播用的 3D 格式、支持 1080/120p 的 3D 影像等。
由 HDMI 2.0 開始,視頻解析度支持到 4K/60p,也是現時很多電視、功放機等器材較常用到的 HDMI 版本。
真 4K 版本、頻寬增至 18 Gbps
在 2013 年 9 月推出的 HDMI 2.0 又被稱為"HDMI UHD",雖然 HDMI 1.4 已經支持 4K 視頻,不過只支持到 30p 的較低規格。HDMI2.0的寬帶擴充到了18Gbps,支持即插即用和熱插撥,支持3840*2160分辨率和50FPS,60fps幀率。同時在音頻方面支持最多32個聲道,以及最高1536khz采樣率。HDMI2.0并沒有定義新的數據線和接頭,接口,因此能保持對HDMI1.x的完美向下兼容,現有的二類數據線可直接使用。HDMI2.0并不會取代HDMI1.X,而是給予后者的增強,任何設備要想支持HDMI2.0必須首先保證對HDMI1.X的基礎性支持。
支持 HDR
2015 年 4 月推出的 HDMI 2.0 小改版,加入了 HDR 支持。現時大部分新一代支持 HDR 的電視都會采用這個版本,新的功放機、UHD Blu-ray 機等也會設有 HDMI 2.0a 端子。其后的 HDMI 2.0b 則是由原本支持 HDR10 的規格,新增了 Hybrid Log-Gamma 這個廣播用的 HDR 格式。
支持 8K/60Hz、4K/120Hz 視頻、Dynamic HDR(動態HDR)
2017 年 1 月推出的最新 HDMI 版本,頻寬大幅提升至 48Gbps,可以支持高達 7,680 × 4,320/60Hz(8K/60p) 的影像,或者 4K/120Hz 的更高幀率影像。HDMI 2.1 將會繼續對應返原有的 HDMI A、C 及 D 等幾種插頭設計。而且支持新的 Dynamic HDR 技術,比起現時的“靜態”HDR,“動態”HDR 可以因應每一格畫面的光暗分布進一步提升對比同光暗層次表現。
HDMI 2.1兼容HDMI 2.0、1.4版本,支持最大10K分辨率,8K分辨率刷新率60Hz,4K分辨率刷新率120Hz,支持商業AV視頻公司、企業以及特殊用途。支持動態HDR,動態HDR技術支持適應性刷新率技術確保視頻每幀都以其最理想的值,包括景深、細節、亮度、對比度和更大范圍的色彩,另外采用更環保的防電磁干擾技術。
音效方面,HDMI 2.1 支持新的 eARC 技術,比起現有的 ARC(Audio Return Channel),可以回傳 Dolby Atmos 等 Object-based 音效。
我們可以通過下面這張圖對比不同版本支持的功能
DisplayPort:DisplayPort是一種數字視頻接口標準,用于連接計算機、顯示器和其他視頻設備。它提供高質量的視頻傳輸,并支持高分辨率、高刷新率和多通道音頻傳輸。
從應用領域而言,HDMI由電視相關廠商的聯合發起,而DP主要由電腦相關廠商聯合發起,但是要晚于HDMI推出時間。所以DO的應用領域主要集中在電腦及相關配件這塊。HDMI的應用領域則幾乎涵蓋涉及影音輸出所有設備。
其次從工作模式上說,HDMI采用的是TMDS傳輸方式,而DP則是采用了微圖像傳輸方式。以顯卡的工作方式為例,顯卡圖像經過TMDS芯片轉換后,再通過專用線路一行一行傳輸到顯示器上。而DP則不需要轉換,把顯卡生成的圖像打包成一個個小數據包傳輸,然后直接傳輸到顯示器上。這種方式更便捷,兼容性也更高。
最后從傳輸帶寬上對比,目前最新的版本的DP2.0視頻帶寬達到77.37Gbps,可以實現16K 60Hz或者兩個8K 120Hz的視頻輸出,并支持HDR-10,且對AR/VR也有著更好的支持而最新版本的HDMI2.1則只有48Gbps,目前最高支持8K 60Hz的視頻輸出。在傳輸帶寬上DP確實要領先很多了。
DP接口是由PC及芯片制造商聯盟開發,被VESA(視頻電子標準協會)標準化的數字式視頻接口。DP接口不需要認證或支付授權費用,主要用于連接視頻源和顯示器等設備,也支持傳輸音頻、USB及其他數據。
其實很好理解:DP接口協議使用的是數據報文來代替傳統的定時器信號,這使得它可以使用更少的引腳數,去實現更高的分辨率。此外,由于數據報文的可擴展性,DP接口可以在不改變物理通信端口的基礎上增加額外的功能。
同時,該接口被設計用來取代傳統的VGA、DVI和FPD-Link接口,可以通過主動或被動適配器與HDMI、DVI等傳統接口兼容。
DP接口分類:
DP接口分為標準DP接口和Mini DP接口兩種,它們之間的具體區別如下:
1、標準DP接口:標準DP接口是一種用于連接顯示器和主板之間的接口,它可以支持高達4K分辨率的視頻傳輸,并且具有良好的圖像質量和抗干擾能力,同時可以支持多種同步模式,如VESA,CESA和HDCP等。
2、Mini DP接口:Mini DP接口是一種小型的DisplayPort接口,主要用于連接顯示器和主板之間的連接,它具有較小的體積和低功耗的特點,同時也可以支持多種同步模式,如VESA,CESA和HDCP等。
VGA(Video Graphics Array):VGA是一種模擬視頻接口標準,用于連接計算機和顯示器等設備。盡管已經過時,但仍然在一些嵌入式系統中使用,因為它的兼容性較好。
VGA(Video Graphics Array)視頻圖形陣列是IBM于1987年提出的一個使用模擬信號的電腦顯示標準。VGA接口即電腦采用VGA標準輸出數據的專用接口。VGA接口共有15針,分成3排,每排5個孔,顯卡上應用最為廣泛的接口類型,絕大多數顯卡都帶有此種接口。它傳輸紅、綠、藍模擬信號以及同步信號(水平和垂直信號)。
VGA具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優點。VGA接口不但是CRT顯示設備的標準接口,同樣也是LcD液晶顯示設備的標準接口,具有廣泛的應用范圍。
隨著電子產業及視頻圖像處理技術的發展,VGA(視頻圖形陣列)作為一種標準的顯示接口在視頻和計算機領域得到了廣泛的應用,在圖像處理中若是采用傳統的數據傳輸方式來使高分辨率圖像實時顯示在顯示器上,一般要求晶振頻率達到40MHz以上,傳統的電子電路難以達到這個速度,若采用專門的圖像處理芯片,其設計難度大、開發成本高成為一個瓶頸選擇。
常見接口之色差VGA接口(D-Sub接口),說到VGA接口,相信很多朋友都不會陌生,因為這種接口是電腦顯示器上最主要的接口,從塊頭巨大的CRT顯示器時代開始,VGA接口就被使用,并且一直沿用至今,另外VGA接口還被稱為D-Sub接口。
很多人覺得只有HDMI接口才能進行高清信號的傳輸,但這是一個大家很容易進入的誤區,因為通過VGA的連接同樣可以顯示1080P的圖像,甚至分辨率可以達到更高,所以用它連接顯示設備觀看高清視頻是沒有問題的,而且雖然它是種模擬接口,但是由于VGA將視頻信號分解為R、G、B三原色和HV行場信號進行傳輸,所以在傳輸中的損耗還是相當小的。
VGA接口是一種D型接口,上面共有15針孔,分成三排,每排五個。其中,除了2根NC(Not Connect)信號、3根顯示數據總線和5個GND信號,比較重要的是3根RGB彩色分量信號和2根掃描同步信號HSYNC和VSYNC針。VGA接口中彩色分量采用RS343電平標準。RS343電平標準的峰值電壓為1V。VGA接口是顯卡上應用最為廣泛的接口類型,多數的顯卡都帶有此種接口。有些不帶VGA接口而帶有DVI(Digital Visual Interface數字視頻接口)接口的顯卡,也可以通過一個簡單的轉接頭將DVI接口轉成VGA接口,通常沒有VGA接口的顯卡會附贈這樣的轉接頭。
大多數計算機與外部顯示設備之間都是通過模擬VGA接口連接,計算機內部以數字方式生成的顯示圖像信息,被顯卡中的數字/模擬轉換器轉變為R、G、B三原色信號和行、場同步信號,信號通過電纜傳輸到顯示設備中。對于模擬顯示設備,如模擬CRT顯示器,信號被直接送到相應的處理電路,驅動控制顯像管生成圖像。而對于LCD、DLP等數字顯示設備,顯示設備中需配置相應的A/D(模擬/數字)轉換器,將模擬信號轉變為數字信號。在經過D/A和A/D兩次轉換后,不可避免地造成了一些圖像細節的損失。VGA接口應用于CRT顯示器無可厚非,但用于連接液晶之類的顯示設備,則轉換過程的圖像損失會使顯示效果略微下降。
eDP(Embedded DisplayPort):eDP是一種用于連接嵌入式顯示器的數字視頻接口標準,通常用于筆記本電腦、平板電腦和一些嵌入式系統中。它提供高質量的視頻傳輸,并具有低功耗和高性能的特點。
EDP(Embedded DisplayPort)是數字顯示技術領域的標準協議,其創始者為視頻電子標準協會(VESA),創始成員包括戴爾、惠普、三星、飛利浦以及英偉達等。eDP協議是針對DP(Display Port)應用在嵌入式方向架構和協議的拓展,所以eDP協議完全兼容DP協議。相對于DVI/HDMI來說,eDP具有高帶寬、整合性好、相關產品設計簡單,該接口已廣泛應用于筆記本電腦、平板電腦、手機等其它集成顯示面板和圖像處理器的領域。eDP接口降低設備復雜性,支持關鍵跨行業應用程序的必要功能,并提供性能可伸縮性,以支持具有更高顏色深度、刷新率和顯示分辨率的下一代顯示器。
個人電腦產業針對嵌入式顯示面板的使用需求,于2008年首次發表一個新的影像傳輸介面標準–嵌入式DisplayPort,又稱eDP。eDP逐漸取代舊有的低電壓差動訊號(LVDS)傳輸介面,尤其是在FHD(1,920x1,080或1,920x1,200)或超過FHD解析度的面板上。你可輕易地在各種擁有嵌入式顯示面板的產品中找到eDP的應用,包含一體成型電腦(All-in-One PC)、筆記型電腦或是平板電腦等。
eDP是根據DisplayPort標準衍生出來的,隨著時間的演進,eDP也發展出許多針對嵌入式顯示面板應用需求的獨有功能。視訊電子標準協會(VESA)于2012底發表的最新eDP 1.4,即囊括許多降低系統功耗的新功能,預計支援eDP 1.4的平臺將于2015年上市。
eDP的推出,最大的動力來自于行業要求各個接口的低電平趨勢和統一化,LVDS這一接口在eDP推出后就迅速被其取代,HDMI目前還在掙扎,但其DDC要求5V電平,未來要么降低電平/功耗,要么慢慢被DP取代。
eDP接口信號主要由Main Link、AUXCH與HPD三部分組成
2017-6-23 9:52:31 點擊:11926
eDP接口信號主要由Main Link、AUXCH與HPD三部分組成,如下圖所示。
①Main Link:表示主通道,用來傳輸各類型視頻數據和音頻數據;AUX CH表示輔助通道,用于傳輸低帶寬需求的數據,以及鏈路管理和設備控制信號;HPD表示熱插拔檢測通道。
Main Link南1~4對數據線組成,每對數據線都是一對差分線。對于一款液晶屏而言,Main Link具體需幾對數據線,這取決于屏幕的分辨率和彩色位數。
在該通道中傳送的信號有視頻像素信號、視頻定時信號、視頻格式信號、比特/像素及顏色空間信號和視頻信號的誤差補正信號,并采用ANXI8B/10B編碼方式,以提高數據傳輸正確性。數據傳輸采用交流耦合技術,發送端和接收端有不同的共模電壓,因此可以把接口做得更小。杰卡諾/JECANO——極細同軸線束領域的頂級生產廠家!VByOne|LVDS|eDP|Cable|VBYONE|KEL|屏線|連接線;為客戶提供高效、優質、可靠的信號及電源傳輸解決方案!
ANSI8B/10B編碼是先將一組連續的8位數據分成兩組數據,一組3位,一組5位,然后經過編碼,得到一組4位、一組6位的二進制數據。
②AUX CH:是一條雙向半雙工傳輸通道,其信號采用交流耦合差分傳輸方式,信號采用Manchesterll編碼,具有lMbps的傳輸速率和15m的傳輸距離。每個傳輸任務的延時時間小于500μs。
另外,該通道與EDID及DPCD存儲器相連,并通過總線方式進行讀寫。EDID為擴展顯示標識數據,用來存儲顯示器參數;DPCD為eDP接口配置數據,與鏈路管理層相連,用于鏈路的配置。
③HPD:是一條單向通道,用于檢測E層設備和下層設備是否連接,進而實現線路的連接和中斷。
④BLControl:背光控制引腳,這個是可選的,如果LCD支持1.2及以上,硬件接口連接是可以不用背光控制引腳,直接通過AUX來控制背光。
硬件結構 eDP既然脫胎于DP,硬件邏輯上大的鏈路是一樣的,所不同的是eDP有dedicated的背光控制,根據不同情況可能會有最多三個信號支持這一功能。
eDP的信號脫胎自DP,不僅包含DP所有的信號,并且為了觸摸功能增加了一些自己定義的信號,同時eDP存在40pin,50pin等規格,但其信號種類是基本沒有變化的。
LVDS(Low Voltage Differential Signaling):LVDS是一種低電壓差分信號傳輸技術,常用于連接顯示器和主板之間的屏幕數據傳輸。它具有高速傳輸和抗干擾能力,并且在一些嵌入式系統中被廣泛采用。
LVDS(Low Voltage Differential Signal)即低電壓差分信號。1994年由美國國家半導體(NS)公司為克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數據時功耗大、電磁干擾大等缺點而研制的一種數字視頻信號傳輸方式。它是一種電平標準,廣泛應用于液晶屏接口。
其中發送端是一個3.5mA的電流源,產生的3.5mA的電流通過差分線中的一路到接收端。由于接收端對于直流表現為高阻,電流通過接收端的100Ω的匹配電阻產生350mV的電壓,同時電流經過差分線的另一路流回發送端。當發送端進行狀態變化時,通過改變流經100Ω電阻的電流方向產生有效的'0'和'1' 態。
特點:
4、LVDS接口只用于傳輸視頻數據;
5、LVDS接口主要將RGB TTL非平衡傳輸信號轉換成LVDS平衡傳輸信號進行傳輸。
6、LVDS不支持熱插拔。
MIPI DSI
MIPI(Mobile Industry Processor Interface)是2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一個聯盟,目的是把手機內部的接口如攝像頭接口、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標準化,從而減少手機設計的復雜程度和增加設計靈活性。MIPI聯盟下面有不同的WorkGroup,分別定義了一系列的手機內部接口標準,比如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF、麥克風/喇叭接口SLIMbus等。統一接口標準的好處是手機廠商根據需要可以從市面上靈活選擇不同的芯片和模組,更改設計和功能時更加快捷方便。下圖是按照MIPI的規劃下一代智能手機的內部架構。
MIPI是一個比較新的標準,其規范也在不斷修改和改進,目前比較成熟的接口應用有DSI(顯示接口)和CSI(攝像頭接口)。CSI/DSI分別是指其承載的是針對Camera或Display應用,都有復雜的協議結構。以DSI為例,其協議層結構如下 :
CSI/DSI的物理層(Phy Layer)由專門的WorkGroup負責制定,其目前的標準是D-PHY。D-PHY采用1對源同步的差分時鐘和1~4對差分數據線來進行數據傳輸。數據傳輸采用DDR方式,即在時鐘的上下邊沿都有數據傳輸。
D-PHY的物理層支持HS(High Speed)和LP(Low Power)兩種工作模式。HS模式下采用低壓差分信號,功耗較大,但是可以傳輸很高的數據速率(數據速率為80M~1Gbps);LP模式下采用單端信號,數據速率很低(<10Mbps),但是相應的功耗也很低。兩種模式的結合保證了MIPI總線在需要傳輸大量數據(如圖像)時可以高速傳輸,而在不需要大數據量傳輸時又能夠減少功耗。
國際移動行業處理器(MIPI)聯盟日前正式發布了針對移動電話的顯示器串行接口規范(Display Serial Interface Specification,DSI)。DSI基于MIPI的高速、低功率可擴展串行互聯的D-PHY物理層規范。基于SLVS的物理層支持高達1Gbps的數據速率,同時產生極小的噪聲。
基于核心D-PHY技術,DSI增加了功能以滿足移動設備顯示子系統的需要,包括低功率模式、雙向通信、16、18和24位像素的本國語言支持,并具備單一接口驅動4塊顯示屏的能力,以及對緩沖和非緩沖面板的支持。
MIPI顯示器工作組主席Dick Lawrence在一份聲明中稱,“這一標準給從簡單的低端設備、到高復雜性的智能電話、再到更大型手持平臺的廣泛移動系統帶給重大好處。移動產業一直期待著統一到一種開放標準上,而SDI提供了驅動這一轉變的強制性技術。
串行接口一般采用差分結構,利用幾百mV的差分信號,在收發端之間傳送數據。串行比并行相比:更節省PCB板的布線面積,增強空間利用率;差分信號增強了自身的EMI抗干擾能力,同時減少了對其他信號的干擾;低的電壓擺幅可以做到更高的速度,更小的功耗.
MIPI還是一個正在發展的規范,其未來的改進方向包括采用更高速的嵌入式時鐘的M-PHY作為物理層、CSI/DSI向更高版本發展、完善基帶和射頻芯片間的DigRF V4接口、定義高速存儲接口UFS(主要是JEDEC組織)等。當然,MIPI能否*終成功,還取決于市場的選擇。
當前,終端市場要求新設計具有更低功耗、更高數據傳輸率和更小的PCB占位空間,在這種巨大壓力之下,一些智能化且具有更高性能價格比的替代方案開始逐漸為相關設計人員所采用。現在使用的幾種基于標準的串行差分接口當中,MIPI接口在功率敏感同時又要求高性能的移動手持式設備領域中的增長極為迅速。而基帶和顯示器/相機模塊對MIPI顯示器串行接口(Display Serial Interface,DSI)和相機串行接口(Camera Serial Interface,CSI-2)協議的廣泛采納,正是這種增長的主要推動力。DSI和CSI-2是分別針對顯示器和相機要求的邏輯層(logical-level)協議,它們通過物理互連對主機與外設之間的數據進行管理、差錯和通信。MIPI D-PHY規定了連接處理器和外設的物理層的物理及電氣特性,這些MIPI接口為服務移動設備市場而專門設計。
參考文檔:
1、ChatGPT3.5
2、MIPI介紹(CSI DSI接口) CSDN學海無涯
3、怎么分辨不同的視頻接口,這些接口都有哪些優缺點? 山澤基業
4、HDMI詳解 充電頭網
目前相關的接口規范協議已經上傳到《硬十課堂》
需要下載協議的,請點擊閱讀原文,或者通過公眾號菜單進去《硬十課堂》
DDR
DDR5_JESD79-5
GDDR4 Specific SGRAM Functions
DDR4_JESD79-4
DDR3_JESD79-3E
DDR2_JESD79-2C
PCI & PCIe
PCI_Express_Base_5.0r1.0-2019-05-22
PCI_Express_Base_4.0
PCI_Express_V2.0
PCI_Express_V1.1
PCI_V3.0
PCI_V2.3
PCI_V2.2
SPI
SPI_V4.0.1
SPI_V3.0.6
USB
USB Type-C Specification Release 1.4
Enhanced Host Controller Interface Specification for Universal Serial Bus
USB_V3.0
USB_V2.0
以太網
JESD204B_serdes
SGMII
RMII
RGMII
I2C
PMBUS1.3Part1
PMBUS1.3Part2
PMBUS1.3Part3
PMBUS
SMBUS2.0
I2C_V2.1中文
I2C_V2.1
I2C_V5.0
RapidIO
RapidIO 3.1
RapidIO4.0
RapidIO1.2
CAN
CAN Specification 2.0, AD
CAN Specification 2.0, Part B
CAN Specification 2.0, Part A
HDMI
HDCP Specification Rev1_2
HDCP on HDMI Specification Rev2_2_Final1
HDMI_Spec_1.3_GM1
JTAG
IEEE_1149.1_JTAG
LPC
LPC_V1.1
SAS
SAS2
I2S
I2S
MIPI
Specification for Display Command Set (DCS)
MIPI_D-PHY_specification_v1-2
MIPI_D-PHY_specification_v1-1
MIPI_D-PHY_Conformance_Test_Suite
MIPI_CSI-2_specification_v1-3
MIPI_CSI-2_Specification_Brief
MIPI DSI Specification_v1-3
MIPI DSI Specification_v1-2
MIPI DSI Specification_v01-02-00
MIPI DSI Specification_v01-01-00
MIPI DSI Specification_v01-00-00
MIPI D-PHY_protocol_fundamentals
MIPI Alliance Standard for Display Pixel Interface(DPI-2)
MIPI Alliance Standard for Display Bus Interface(V2.0)
MIPI中文入門
MIPI接口介紹
MIPI的測試測量技術
DP(DisplayPort)
DP(DisplayPort)1.4
eMMC
eMMC_JESD84-B51
FMC
ASP-127797-01
ASP-127796-01
asp-134488-01-mkt
asp-134486-01-mkt
FMC協議
I3C
aurora
sp002_aurora_8b10b協議介紹_v11_1
aurora_64b66b_protocol_spec_sp011
PXI
PXI6
PXI5
PXI2
PXI1
VPX
VPX標準技術交流
OPENVPX_VITA 65-2010
JTAG
SDIO
SD使用手冊
PartE7_Wireless_LAN_Simplified_Addendum_Ver1.10
PartE2_SDIO Bluetooth_Type_A_Simplified_Specification_Ver1.00
PartE1_SDIO_Simplified_Specification_Ver3.00
PartA5_SD_Extensions_API_Simplified_Specification_Ver1.00
PartA2_SD Host_Controller_Simplified_Specification_Ver4.20
PartA1_ASSD_Extension_Simplified_Specification_Ver2.00
Part1_UHS-II_Simplified_Addendum_Ver1.02
Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver6.00
Part1_NFC_Interface_Simplified_Addendum_Ver1.00
AMBA
IHI0033C_amba_ahb_protocol_spec
IHI0022H_c_amba_axi_protocol_spec
AMBA4 APB Protocol Specification
LVDS
GPIB
GPIB中文
UART
Modbus-cn
ModBus-協議
異步串行UART協議詳解
RS232
SATA
NVMe
DVI
SEA
LIN
BT1120
R-REC-BT.1120-9-201712-I!!PDF-E
R-REC-BT.1120-9-201712-I!!PDF-C
R-REC-BT.1120-8-201201-S!!PDF-C
VGA
SFP
SFP協議鏈接
QDD-Hardware Spec-V6.01
SFF-8472-R12.4
NCSI
IEC 62439-3
ST-BUS
無線充電QI
Qi-v1.3-ptx-ref-designs
Qi-v1.3-prx-design-examples
qi-v1.3-power-delivery
Qi-v1.3-nfc-rfid
Qi-v1.3-mech-therm
Qi-v1.3-introduction
Qi-v1.3-glossary
Qi-v1.3-fod
Qi-v1.3-errata
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Qi-v1.3-comms-physical
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整理 | 王啟隆
透過「歷史上的今天」,從過去看未來,從現在亦可以改變未來。
今天是 2022 年 5 月 16 日,在 2001 年的今天,ATA-6 標準獲得 ANSI 批準。ATA 接口是個人電腦上最具有實力的存儲接口,ATA 接口早先被廣泛應用于 IBM 及其兼容機,它被定義為標準的硬盤接口;ATA-6 也就是人們所說的 ATA/100、UltraDMA/100,是當前最為普遍的 ATA 規格,它在 2001 年才通過 ANSI 認證。ATA -6 增加了 UltraDMA 5 傳輸模式、速率提高到 100MB/s 的高水平。回顧計算機發展史上的 5 月 16 日,這一天都發生過哪些關鍵事件呢?
1938 年 5 月 16 日:交互式計算機圖形學先驅 Ivan Sutherland 出生
圖源:維基百科
1938 年 5 月 16 日,伊凡·蘇澤蘭(Ivan Sutherland)出生于美國內布拉斯加州黑斯廷斯,他是一名計算機科學家,被認為是“計算機圖形學之父”。他發明了 Sketchpad 畫板,拓展了計算機圖形學的領域,并因此成為 1988 年圖靈獎得主。Sketchpad 開創了交互式計算機圖形領域,其創新之處包括用于屏幕刷新的顯示文件、用于建模圖形對象的遞歸遍歷層次結構、用于幾何變換的遞歸方法以及面向對象的編程風格。
1968 年,蘇澤蘭與人共同創立了埃文斯和蘇澤蘭計算機公司(Evans and Sutherland Computer Corporation),并擔任副總裁兼首席科學家。1976 年至 1980 年,他還擔任加州理工學院計算機科學系主任。1980 年,他離開加州理工學院,成立了咨詢公司 Sutherland Sproull and Associates。他還創立了風險投資公司 Advanced Technology Ventures。如今他 84 歲高壽,正在波特蘭州立大學領導異步系統的研究。
資料來源:維基百科、百度百科
2006 年 5 月 16 日:蘋果發布了 MacBook
MacBook 是蘋果公司在 2006 年 5 月至 2012 年 2 月期間設計、制造和銷售的一系列 Macintosh 筆記本電腦。2015 年發布了同名的新電腦系列,其用途與入門級筆記本電腦相同。作為蘋果公司從 PowerPC 向 Intel 處理器過渡的一部分,MacBook 取代了 iBook 系列筆記本電腦,并被定位為 MacBook 系列的低端產品,低于高端超便攜 MacBook Air 和功能強大的 MacBook Pro;MacBook 面向消費和教育市場。
在 2008 年的五個月里,MacBook 一直是美國零售店中所有品牌中最暢銷的筆記本電腦。
圖源:維基百科
初代 MacBook 于 2006 年 5 月 16 日發布,提供黑色或白色兩種顏色,使用 Intel Core Duo 處理器和 945GM 芯片組,在 667 MHz 前端總線上配備 Intel GMA 950 集成顯卡。MacBook 的后續版本移至 Core 2 Duo 處理器和 GM965 芯片組,在 800 MHz 系統總線上使用 Intel 的 GMA X3100 集成顯卡。
MacBook 有四種不同的設計。最初的版本使用了仿照 iBook G4 的聚碳酸酯和玻璃纖維外殼的組合。第二種設計于 2008 年 10 月與 15 英寸 MacBook Pro 一起推出,使用了更昂貴的一體式鋁制外殼,但省略了 FireWire。第三種設計于 2009 年底推出,采用聚碳酸酯一體成型外殼。2011 年 7 月 20 日,MacBook 正式停產,因為它實際上已被入門價較低的 MacBook Air 取代。但蘋果公司在那段時間仍在向教育機構銷售 MacBook,直到 2012 年 2 月才中止了計劃。2015 年 3 月 10 日,蘋果如期發布了 12 英寸版使用 Retina 屏幕的 MacBook Air 新品,不過新產品線摒棄了后綴,回歸了最初“MacBook”的名字。
資料來源:維基百科、百度百科
2006 年 5 月 16 日:東芝發布了第一款電腦高清 DVD 播放器
圖源:維基百科
Qosmio 系列是東芝面向消費者的高性能臺式替代筆記本電腦系列。這款筆記本電腦于 2004 年 7 月 25 日首次發布,型號為 E15-AV101,配備 1.7 GHz Intel Pentium M CPU、512 MB DDR SDRAM 和 15 英寸 XGA 1,024 x 768 屏幕。隨后在 2006 年 5 月 16 日,東芝推出了第一款能夠播放高清 DVD 的筆記本電腦 Qosmio G35-AV650,Qosmio G35-AV650 是第一款配備 HD DVD 兼容驅動器的量產筆記本電腦,這一系列的筆記本電腦還可以用作數字視頻錄像機,因為它包含一個集成的電視調諧器。
當年,高清 DVD 和藍光光盤展開了激烈的競爭,在東芝的主要支持下,HD DVD 被設想為標準 DVD 格式的繼承者。HD DVD 與其競爭對手藍光光盤有些許些相似之處,比如其使用的光盤均是和 CD 同樣大小(直徑 120mm)的光學數字格式存儲介質,使用 405 納米波長的藍色鐳射。HD DVD 由東芝、NEC、三洋電機等企業組成的 HD DVD 推廣協會負責推廣,后來惠普、微軟及英特爾等相繼加入 HD DVD 陣營,其中的主流片廠環球影業亦是成員之一。但在 2008 年,隨著原先支持 HD DVD 的華納公司宣布脫離 HD DVD,以及美國數家連鎖賣場決定支持藍光產品,東芝公司終在 2008 年 2 月 19 日正式宣布將終止 HD DVD 事業,HD DVD 推廣組織也于 2008 年 3 月 28 日解散。
【歡迎投稿】以史為鏡,可以知興替。計算機科學發展至今,有許多至關重要的事件、人物,歡迎所有朋友一起共建「歷史上的今天」,投稿郵箱:tangxy@csdn.net 。
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成就一億技術
慧教育云平臺包括了音視頻控制子系統、音視頻處理子系統、云直播子系統、網管子系統、軟件系統,基于純IP網絡通信和互聯互通。
1.1 行業背景
當前云計算、大數據、物聯網、移動計算等新技術逐步廣泛應用,經濟社會各行業信息化步伐不斷加快,社會整體信息化程度不斷加深,信息技術對教育的革命性影響日趨明顯。“十三五”期間,全面提升教育質量、在更高層次上促進教育公平、加快推進教育現代化進程等重要任務對教育信息化提出了更高要求,也為教育信息化提供了更為廣闊的發展空間。
高校普教在網絡基礎設施、信息系統建設方面都有了大的發展。學校良好的網絡環境使得校園網絡應用系統和用戶都達到了相當的規模,信息化教學的應用不斷拓展和深入,教育管理信息化初見成效。
網絡遠程教育穩步發展,為構建終身學習體系發揮了重要作用。教育信息化對于促進教育公平、提高教育質量、創新教育模式的支撐和帶動作用初步顯現。
但是須清醒地認識到,硬件環境建設好后,發現沒有軟件的支持硬件環境很難發揮作用,然后才開始著手軟件的建設。而軟件的建設與應用是需要時間的,等應用起來后,發現硬件環境又落伍了。
非協調的發展制約了高校信息化的水平,并且帶來了很大的浪費。信息缺乏有效共享,在高校信息化建設的過程中,由于缺乏全局統一的系統規劃,應用系統建設容易各自為政,信息難以交換,形成信息孤島,更難以在更高的層次上進行信息的處理,如信息挖掘、決策支持等。
信息缺乏有效的共享,對整個學校應用系統的效率和準確性都產生了重大的影響;同時應用系統之間可能采用不同軟件平臺開發,并缺乏統一規劃下的應用訪問接口,各應用系統間也缺乏集成。
同一個用戶,進入校園網的不同應用系統,可能需要不同的密碼,甚至是需要不同的身份標識。各應用系統之間無法直接訪問相互間的數據和功能,經常需要人為的處理,如數據交換。
另外,隨著校園網上應用和資源越來越多,又暴露出應用缺乏有效的組織和管理的弊端。用戶缺乏統一的界面:對于不同的應用系統,用戶需要在不同位置的逐個進入訪問,缺乏統一的訪問資源和應用的接口。面對繁多的應用系統,用戶難以尋覓所需,人性化程度低。因此加快推進教育信息化還面臨諸多的困難和挑戰。總結經驗和教訓,我們提出了智慧教育信息化建設解決方案。
1.2 系統建設依據
1、國家標準:
GB/T 15839-1995《64~1920kbit/s會議電視系統進網技術要求》
GB/T 28181-2016《公共安全視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》
2、系統框架協議:
ITU-T H.264:關于高壓縮比通信的視頻編解碼
IETFSIP:IP網絡上進行多媒體通信的應用層控制協議
3、網絡傳輸協議
TCP/IP:傳輸控制協議/網間協議
FTP:用于在網絡上進行文件傳輸的一套標準協議
4、音視頻系統技術標準
GYJ25-86《中華人民共和國廣播電影電視部廳堂擴聲系統特性指標》
GB/T15381-94《會議系統電及音頻性能要求》
GBJ42-81《中國工業企業通信設計規范》
1.3 系統設計原則
先進性原則
系統必須嚴格遵循國際標準、國家標準和國內通信行業的規范要求;
符合視頻技術以及通信行業的發展趨勢,并確保采用當前成熟的產品技術;
開放性原則
完全符合SIP、ONVIF和公安部GB/T28181標準框架協議;必須采用業界標準的視音頻編解碼協議;
采用開放式標準設計,兼容標準的視訊和監控系統設備,確保可與主流廠家標準的產品互通;
可靠性原則
確保系統具有高度的安全性,不易感染軟件病毒;
對工作環境要求較低,環境適應能力要強;
系統設備安裝使用簡單,無需專業人員維護;
系統需要滿足7×24小時無人職守方式穩定的工作。
系統易用性
平臺部署簡單靈活,管理系統方面采用純軟件的方式,采用J2EE的架構,無論任何系統環境,均可部署實施,靈活易用。硬件方面,高度集成、智能化控制,一鍵開關所有設備,在一個終端上即能操作所有設備,最大程度實現操作的簡易化。
2.1 智慧教育云平臺系統說明
方案說明:
1、 智慧教育云平臺包括了音視頻控制子系統、音視頻處理子系統、云直播子系統、網管子系統、軟件系統,基于純IP網絡通信和互聯互通;
其中音視頻控制子系統支持雙機熱備份倒換以確保系統可靠性;
音視頻云處理子系統支持視頻監控、視頻會議、公共廣播、電子班牌等視音頻子系統的融合,支持動態增減模塊和自動負載均衡等特性;
云直播子系統則實現大容量并發點播直播業務;
設備網管子系統基于IP內網進行全網硬件設備的統一遠程網管;
軟件集成子系統則實現現網軟件系統的統一登錄、統一界面操作集成,例如一卡通、考試管理等等子系統;
2、 智慧教育云平臺中各子系統,配合智慧教室終端WE、視頻監控設備以及各種視音頻外設,可以實現基本的本地教學擴聲、遠程互動教學、多媒體智能控制、在線課堂、在線評課、遠程巡課、多媒體廣播等等基本業務;
3、 整體方案可選配置多媒體錄播設備、分布式交互接口機(視頻/音頻/控制)、數字音頻處理設備,部署在會議室、報告廳等其他房間,實現全校視音頻業務統一融合和調度。
4、 上圖中白色部分為我們可提供部分部件和業務,灰色部分為現網設備或現網基礎設施;
5、 智慧教室終端WE,是一個多功能的、一體化的高集成度設備,支持1080P@60高清視頻和寬頻語音編解碼,部署在各個教室,內置音頻處理器、數字功放、視頻矩陣、視音頻編解碼器、中控主機、時序電源模塊,從而作為本地教學擴聲、教室設備智能控制、遠程互動教學、遠程教學研討、常態化錄播、多媒體廣播、考試聽力播放、遠程巡課、遠程巡考等業務的終端。
2.2 智慧教育云平臺功能
2.2.1 分級分權管理
智慧教育的功能以組織結構為主線,劃分出不同的組織/層級結構(二級),每個組織結構內配置獨立的智慧教育系統,上級可以管理下級,下級無法管理上級,但是可以各級自行管理轄區內的全部設備。
系統支持多權限管理,可分多個級別,如管理員,操作員、服務人員等,不同權限的用戶可管理不同設備。
2.2.2 中心控制服務器熱備份
說明:
中心控制服務器支持主備倒換
虛擬IP實現倒換期間用戶無感知
2.2.3 媒體管理云平臺
監控攝像機和監控平臺管理
視頻會議系統接入和管理
2.3 系統簡單易用
我們多年來專注于用戶使用習慣,吸取業界頂級UI設計公司的優秀設計理念,開發出全新定制界面平臺。通過根據項目實際需求定制開發,使得整個界面具有良好的指引性和易用性,界面圖標、文字索引易于理解,幫助用戶在第一時間作出最正確的操作,非常簡單易用。主要可以定制實現的功能:
1. 集中管理、分散控制功能:通過維護中心的主控平臺和各教室的WE設備聯網,實現對教室的集中控制管理。對視頻信號管理、顯示設備管理、音響系統管理、燈光/電源設備管理等系統的集中控制。
2. 在運維中心的多媒體交互管理界面,把音頻、視頻、系統監控和環境控制整合在同一個界面上,無需在現場就能管理及控制整個智能化系統
3. 在運維中心的系統操作管理界面上,能夠實時的觀察到所有正在播放的視頻源,如攝像頭、和電腦PC信號等,在平板上拖拽視頻窗口即可實現預覽視頻源和信號的任意切換,能夠清楚的看到目前視頻源的內容,更好的管理系統。
2.4 系統可靠性設計
2.4.1 產品成熟
智慧教育云平臺采用電信級產品設計原理,經過了眾多用戶的使用和實際檢驗,產品已經非常成熟和可靠。
2.4.2 系統架構穩定
智慧教育云平臺核心硬件MCU平臺,為一體化硬件結構,采用的是嵌入式操作系統,基本不受黑客和病毒的侵擾,系統可以保證高效穩定工作。MCU的MTBF高達10萬小時,對工作條件和工作環境要求較低,具有電信級穩定性,支持7*24小時不間斷運行。
系統達到白金級效率,支持熱插拔冗余電源和存儲設備,并自帶容錯風扇。架構可靠而且靈活
內部為基于IP網絡的分布式交互架構,信令與媒體流分離;任意節點故障,不影響整個系統;節點與應用,可以隨時增減;
2.4.3 控制服務器熱備份
智慧教育的中心控制平臺,由2臺中心控制服務器MCU組成,該套可系統采用成熟的主備倒換技術,當主用服務器出現故障時,實現秒級業務倒換到備用服務器,因為信令與媒體流分離,因此全網終端側根本不會感覺到切換過程。這樣大大提高了整個系統穩定性,特別適合對穩定性要求比較高的應用。云平臺實現智能負載均衡以及實時備份。
智慧教育媒體云平臺,由多個媒體服務器MCU設備組成資源池,任何一個MCU出現故障后,均能夠按照事先制定好的備份策略去選擇最合適的MCU設備進行備份,實現音視頻媒體的自動備份。
整個過程無需最終用戶干預,短時間內自動恢復;另外,管理員用戶調度音視頻業務時不感知具體哪個媒體服務器MCU,系統自動計算負荷情況、智能分配媒體端口資源;即整個系統達到PAAS層級的云計算技術效果,管理員和用戶只關心應用程序和數據,無需關心底層操作系統和數據庫實現,采用M-Designer編程,即可針對用戶快速定制智慧教育控制臺應用。
智慧教室終端WE基于嵌入式操作系統開發,采用電信級ATCA架構保證穩定性和可擴展性,支持熱插拔,選用工業級高速連接器實現內部通信,采用8層PCB電路板工藝以減少信號干擾、內部一體化單板無飛線的高可靠性設計,確保了超強的穩定性,支持7*24小時不間斷工作。
3.1 智慧教育應用
3.1.1 本地教學擴聲
智慧教室部署WE、吊頂MIC(教學區)和擴聲音箱,可選無線MIC(聽課區),實現本地的教學擴聲,確保教室內前排和后排的學生都能清晰聽到老師的講課聲音。
WE內置3路3.81mm鳳凰端子輸入,兼容平衡式話筒輸入或者線路輸入,其中支持對平衡是話筒幻象供電,滿足教室的2路指向性麥克風采集教師的聲音,同時支持外接無線麥克風采集學生的現場問答聲音。內置2路3.5mm接口輸入,1路接入固定的教學PC或者互動白板立體聲輸入,同時支持1路講桌的多媒體插座立體聲輸入,方便靈活可外接臨時播放設備,例如:筆記本電腦、DVD、手機等等。
內置2路150W@8歐姆的數字功放,可直接輸出到教室擴聲音箱。內置2路3.81mm鳳凰端子輸出,可選外接擴展的數字功放、音頻處理器、外置錄音機或者錄像機等等設備。
內置每通道的信號發生器(產生舒適噪聲)、自動增益控制(AGC)、音頻壓縮器、均衡器等等,能夠對前述每路輸入進行單獨智能處理,在輸入側把聲音信號預處理,為后續保持音質打下基礎。內置自動噪聲消除(ANC)、自動反饋消除(AFC),同時配合自動混音矩陣(AM),支持任意路輸入聲音部分或者全部混合處理后,根據設置的處理策略輸出到任意路聲音輸出,從而同時實現滿足本地多媒體教學擴聲的應用場景。
3.1.2 遠程互動教學
每個智慧教室部署WE和音頻視頻外設,最大支持1臺接入4個互動或聽課教室,實現本地講課教室老師的講課視音頻,遠端的互動教室和聽課教室均可以聽到,而且支持講課教室與互動教室之間的實時視音頻交流。
WE支持IETF SIP呼叫協議,支持BFCP支持雙流協議,最大支持視音頻呼叫帶寬高達8Mbps,足以最大承載2路1080P@60高清晰圖像(人像和課件)以及雙聲道的內容,從而達到極致的遠程實時互動教學體驗;內置自動回聲消除(AEC)、自動噪聲消除(ANC)、自動增益控制(AGC),從而同時實現滿足本地多媒體教學和遠程互動教學模式的聲音場景。
對于已有遠程互動教學設備的場景,可選配NEREUS系列音頻處理器,在無需全盤推倒重新建設的情況下,彌補教室中的擴聲效果差、抗回聲/噪聲效果差的缺陷。
3.1.3 多媒體智能控制
智慧教室內的WE主機,兼容各種視頻格式輸入到XGA/SXGA/720p/1080p視頻格式輸出之間任意轉換功能,通過控制界面可以任意切換,確保主流的格式輸入均能夠輸出到主流品牌的顯示器、投影設備等等顯示設備上。內置2路3G-SDI(可選)、2路DVI-I輸入和1路HDMI輸入接口,分別接攝像機、教學PC、實物投影,也可選接互動白板、筆記本電腦等設備輸入;內置1路HDMI、1路DVI-I、1路VGA輸出接口,支持固定輸出講桌顯示器、投影機,還可選輸出到遠程教學回顯屏幕或者錄像機。
另外,WE主機支持被智慧教育平臺遠程控制,支持無操作自動待機、刷卡聯動開機、按配置定時開關機、遠程定時控制開關機等等各種功能,滿足不同客戶針對不同教室的不同情況,自行選擇合適的節能環保策略,大大地降低智慧教室設備的功耗,同時延長教室設備的壽命。WE主機內置聯動投影機和PC軟關機策略,配合內置的時序電源,下課關機時,最大限度地保護投影機燈泡、PC磁盤數據,真正做到多媒體教室的智能化。
3.1.4 在線課堂
WE主機作為每個智慧教室(講課教室)的編碼設備,通過RTSP協議把教師特寫、學生特寫、課件視頻,實時上傳到云直播平臺,由此平臺實現常態化錄播,進行本校園網內的直播分發。
通過云直播平臺,最大可以同時對16個教室進行常態化錄制和直播,而且可以選擇不同的清晰度,從而針對不同的網絡帶寬和并發路數進行優化,確保盡量達到顯示最好的在線課堂效果。
對于不建設常態化錄播業務,只在特定教室建設本地錄播的場景,可在指定教室選配置WE-MR系列錄播一體機,實現重要的課程進行單獨的錄像。
3.1.5 在線評課
通過聽評課平臺WE-EPC,可以實現對所有的在線課程,進行點評和打標簽,便于學校對于各個老師的教學能力進行集體評價。
3.1.6 遠程巡課
教室中部署WE主機,接入智慧教育云平臺,從而校領導可以在辦公室PC客戶端、運維展示中心等進行遠程巡課,而不必親自到指定教室里面進行巡課。另外校領導也可以在辦公室通過PC web界面,以教學直播方式進行遠程巡課。
3.1.7 遠程巡考
教室中部署WE主機,與教室內的監控攝像機,一同接入智慧教育云平臺,從而校領導可以在辦公室PC客戶端、運維中心大屏等地方,進行遠程巡考,而不必親自到指定教室里面進行巡考,同時充分利用了考場攝像機和多媒體教學的攝像機。
3.1.8 多媒體廣播
教室中部署WE主機,與教室內的投影機、互動白板、觸摸一體機等顯示設備相連,可以把辦公室內校領導的視音頻,遠程傳輸到各個教室內播放,實現遠程宣講、遠程家長會等等業務,而不必全部學生或者家長冒著日曬雨淋在廣場或者擠滿在大會堂內進行宣講。
3.1.9 標準化考場
教室中部署WE主機,可以遠程按照分區或者指定教室,進行音頻廣播,實現標準化考場的聽力考試業務,免除與公共廣播系統、標準化考試系統重復建設音箱和功放,節約方案成本。
甚至可以對接公廣系統,把公廣系統的上下課鈴聲、眼保健操等廣播業務進行統一播放。
3.1.10 遠程互動教研
WE也可以部署在學校會議室、教研室,充當小型視頻會議設備,實現遠程教學和視頻業務,同時支持本地遠程會議兩用,無需搭建兩套平臺進行融合,減少維護工作量,提高投資回報比。
3.1.11 校園安防
校園內部署整套智慧教育云平臺,可以融合安防監控的視頻,可以實時調度主流廠家的監控平臺或者攝像機的圖像,實現監控視頻上大屏,并可實現跨平臺、跨校區安防情況抽查,提高安防系統使用效率,提高校園安防水平。
3.2 智慧教育智能管控
3.2.1 統一網管
智慧教育系統支持實現全網統一網管功能,如下圖:智慧教室終端WE、媒體服務器(支持監控、錄播、視頻會議等等媒體接入)、Founder編碼接口機、Founder解碼接口機、CC系列控制接口機、音頻處理器、錄播一體機等等
3.2.2 設備智能控制
智慧教育系統支持通過下發配置,控制教室WE實現定時開關機,例如上午8點統一自動開機、下午17:00統一自動關機;
WE支持配置長時間無操作自動待機(例如20分鐘)、一卡通刷卡聯動開機(需要定制對接一卡通系統).
3.2.3 可視化調度視音頻
智慧教育系統支持可視化調度,通過觸摸平板、PC等設備進行拖拽式操作,實現全校視音頻上大屏、校領導在辦公室巡查等等業務。
3.2.4 遠程監測視音頻效果
在智慧教室內部署獨立的視頻和音頻采集設備,用于運維中心或者信息化老師辦公室,遠程觀察顯示設備視頻效果(亮度、顏色、干擾等等)與音頻擴聲效果(是否失真、是否出聲音等等),支持在通過WE一鍵對講的情況下,根據遠程觀察的效果,信息化支持人員進行遠程調節、報修,甚至可以實現提前遠程巡查教室設備效果。
4.1 支持與視頻會議系統對接
1. 在標準SIP組網下,WE產品互通兼容性能力表現與 Cisco、Polycom、Lifesize、Avaya等主流廠商實現高清音視頻、雙流互通,主流型號可以全面進行對接;
2. 在H.264HP編解碼方面,產品能夠和業界主流廠商,如寶利通,實現H.264HP編碼的視頻互通,亦可和主流廠商(寶利通/思科)實現高清雙流(BFCP);
3. 智慧教育平臺可選視頻會議接入服務器License,實現對主流視頻會議廠家抓包解碼互通。
4.2 支持與視頻監控系統對接
智慧教育可選配置監控融合服務器License,通過下列協議與主流監控平臺(例如:海康、大華等):使用GB/T28181協議、ONVIF協議;
4.3 支持與公共廣播系統、考試管理系統對接
智慧教育解決方案,基于API對接公共廣播系統、考試管理系統,定位于提供教室多媒體、公共廣播、標準化考場聽力的“語音三網融合”,實現全校廣播、分區廣播或者點對點推送語音業務,實現一套擴聲系統完成前述三套子系統的業務。