用Xilinx FPGA适应不断变化的广播视频潮流

CCD摄像机与VoIP应用

　　超高速、超高灵敏度广播摄像机能够捕获清晰、平滑、可慢动作回放的视频(即使在低光照的环境下)，对录制夜间职业棒球比赛之类的活动极其有用。这种摄像机能把快速移动的现象(如球棒击球瞬间的系列动作)拍摄下来，而普通肉眼则难以企及。以慢动作播放这些事件能大大改善电视观众的体验。

　　如图1所示的电荷耦合器件(CCD)摄像机使用FPGA实现信号综合处理和颜色处理，并连接到CCD驱动器。CCD驱动器反过来驱使CCD、机械快门控制并触发控制。模数转换器将输入视频信号转换成数字格式，然后将其存储到片外存储器。当整帧数据的传输完成后，FPGA将存储器中的数据综合，并使用HD-SDI标准将其发送到网络中。从触发到HD-SDI输出所需的处理时间为1秒或更少。FPGA还可控制存储器和ADC(模数转换器)。

　　图1：电荷耦合器件(CCD)摄像机使用FPGA实现信号综合处理和颜色处理，并连接到CCD驱动器。

　　CCD驱动器反过来驱使CCD、机械快门控制并触发控制。

　　一些视频制作中心开始使用以太网(Ethernet)通过网络传输水晶般剔透清晰的HD流。图像经过预处理和后处理，从而低延迟、实时地提高画面质量，然后使用各种编码和解码标准传输到网络中。由于流量很大且速率也非常快，所以数据必须经过压缩。例如，以30fps的速度传输1920x1080像素一次，在非压缩情况下所需数据速率达1.5Gbps。再添上多通道，所需速率就更高了。

　　针对应用优化的FPGA具有嵌入式DSP模块、片上和片外存储器、丰富的逻辑应用，可构筑桥接功能，加上以太网和HD-SDI连接功能，对于创建上述系统来说，无疑是理想的解决方案。FPGA读取HD-SDI连接上显示的数据，然后对其进处理。编解码器(如H.264)可用于压缩数据。数据然后转换为以太网包，并包含在接收端进行解码所需的适当头(header)信息，最后使用MAC发送到以太网链路。