《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種基于FPGA的多路HD-SDI測(cè)試系統(tǒng)
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
錢宏文，王 毅，劉 會(huì)
中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇 無(wú)錫214072
摘要： 針對(duì)目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)HD-SDI測(cè)試環(huán)境搭建復(fù)雜、成本高、SDI傳輸特性測(cè)量難度大的特點(diǎn)和需求，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一種基于FPGA的多路HD-SDI測(cè)試系統(tǒng)。首先通過(guò)FPGA讀取存儲(chǔ)在SD卡中的圖像數(shù)據(jù)，然后將讀取的數(shù)據(jù)緩存在DDR3中，最后通過(guò)FPGA解析和處理后發(fā)送給外部的SDI串化器和SDI線纜驅(qū)動(dòng)器，完成多路HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)圖像的輸出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該測(cè)試系統(tǒng)滿足HD-SDI傳輸協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)和要求，可用于模擬不同場(chǎng)景下的測(cè)試環(huán)境和標(biāo)定現(xiàn)場(chǎng)，并且還具有操作簡(jiǎn)單、適用性廣的優(yōu)點(diǎn)。
中圖分類號(hào)： TN402
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200290
中文引用格式： 錢宏文，王毅，劉會(huì). 一種基于FPGA的多路HD-SDI測(cè)試系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(8)：121-125.
英文引用格式： Qian Hongwen，Wang Yi，Liu Hui. Multi-channel HD-SDI test system based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：121-125.
Multi-channel HD-SDI test system based on FPGA
Qian Hongwen，Wang Yi，Liu Hui
China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute，Wuxi 214072，China
Abstract： Aiming at the problems in the present industrial field HD-SDI test such as the test environment building complex, high cost, SDI transmission characteristics measurement is difficult, this paper designs and develops a multi-channel HD-SDI test system based on FPGA.Firstly, the image data stored in SD card is read through FPGA, and then the data is cached in DDR3.Finally, it is sent to external SDI serializer and SDI cable driver after FPGA analysis and processing, so as to achieve the output of multi-channel HD-SDI standard image. The experimental results show that the test system meets the standard and requirements of HD-SDI transmission protocol, and can be used to simulate the test environment and calibration site in different scenarios, and has the advantages of simple operation and wide practicality.
Key words : HD-SDI；DDR3；serializer；cable driver

0 引言

    串行數(shù)字接口(Serial Digital Interface，SDI)是由美國(guó)電影與電視工程學(xué)會(huì)(The Society of Motion Picture and Television Engineers，SMPTE)制定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)利用同軸電纜來(lái)傳輸非壓縮的數(shù)字視頻信號(hào)。目前，按照視頻的分辨率和傳輸速率不同主要分為三種：標(biāo)清視頻(SD-SDI)、高清視頻(HD-SDI)和3G視頻(3G-SDI)[1]，如表1所示。

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    HD-SDI接口協(xié)議是由SMPTE292M標(biāo)準(zhǔn)制定的，用于傳遞YCrCb(4：2：2)的串行數(shù)字信號(hào)。HD-SDI支持1.485 Gb/s和1.485/1.001 Gb/s兩個(gè)比特率，通常用于傳輸720p或1 080p分辨率的視頻。它采用無(wú)損非壓縮的傳輸技術(shù)[2]，優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)編碼后的HD-SDI信號(hào)能夠在同軸線纜上傳輸1080P的高清視頻信號(hào)，連接方式簡(jiǎn)單、延遲小、圖像無(wú)壓縮、顯示效果清晰。

    HD-SDI因?yàn)榫哂蟹直媛矢?、?dòng)態(tài)范圍廣以及在白平衡、對(duì)比度、亮度等方面的優(yōu)異性，使之成為廣播電視、高清成像及顯示設(shè)備的主要接口，應(yīng)用范圍更加廣泛。與此同時(shí)，高分辨率必然要更高的數(shù)據(jù)帶寬進(jìn)行傳輸，高數(shù)據(jù)帶寬對(duì)傳輸信號(hào)的實(shí)時(shí)性和傳輸誤碼率提出了更高的要求。本文針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)HD-SDI測(cè)試環(huán)境搭建復(fù)雜、成本高、HD-SDI傳輸特性測(cè)量難度大的特點(diǎn)和需求，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一種基于FPGA的多路HD-SDI測(cè)試系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證系統(tǒng)性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、使用靈活方便。




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作者信息:

錢宏文，王  毅，劉  會(huì)

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇 無(wú)錫214072)

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