首页 > 技术 > 内容

FPGA实现SDI视频编解码的方案

时间:2025-12-11  作者:Diven  阅读:0

1、前言

FPGA实现SDI视频编解码目前有两种方案:

一是使用专用编解码芯片,比如典型的接收器GS2971,发送器GS2972,优点是简单,比如GS2971接收器直接将SDI解码为并行的YCRCB,GS2972发送器直接将并行的YCRCB编码为SDI视频,缺点是成本较高,可以百度一下GS2971和GS2972的价格;

另方案是使用FPGA实现编解码,利用FPGA的GTP/GTX资源实现解串,优点是合理利用了FPGA资源,GTP/GTX资源不用白不用,缺点是操作难度大一些,对FPGA水平要求较高。

本文详细描述了FPGA纯verilog编解码SDI视频的实现设计方案,工程代码编译通过后上板调试验证,文章末尾有演示视频,可直接项目移植,适用于在校学生、研究生项目开发,也适用于在职工程师做项目开发,可应用于医疗、军工等行业的数字成像和图像传输领域;

提供完整的、跑通的工程源码和技术支持;

工程源码和技术支持的获取方式放在了文章末尾,请耐心看到最后;

本设计提供两套vivado工程;

工程1:

SDI 1080P@30Hz帧视频输入解码后,经DDR3缓存,SDI发送1080P@30Hz帧输出;

工程2:

FPGA内部生成测试彩条视频,SDI发送出去,SDI接收后无缓存HDMI输出;

2、设计思路和框架

设计思路和框架如下:

SDI经DDR3环出工程设计思路如下:

SDI接收

这里重点将SDI图像缓存和发送部分:

SDI缓存写方式处理

SDI 接收解串后,把 20 位数据,异步 FIFO 方式,8 个数据一起打包成并行数据,送入 DDR3。通过 rx_usrclk 时钟送入 20 位到 FIFO,然后再用 DDR 的 ui_clk 时钟,把 8 个数据并行送入DDR3。每帧数据满了后,我们就把帧号加 1,即 ddr3_addr_bank_wr 变量加 1,这样使得我们在 DDR3 内存颗粒放置了3帧数据。

SDI缓存读方式处理

通过ui_clk,一个时钟读出 8 个 SDI 数据,送入 FIFO,通过异步方式,也就是通过 tx_usrclk时钟,读出 1 个 sdi 数据,也就是 20bit 的 sdi 数据。每读满一帧,我们就通过ddr3_addr_bank_rd <= ddr3_addr_bank_wr ‐2'b1;方式,让读帧号跟随着写帧号。

SDI缓存的目的

rx_usrclk 时钟是来自信号源,但是 SDI 发送必须要使用本地晶振,也就是硬件上连接到GTX 的参考时钟晶振。由于时钟的不同源,所以我们不能把接收的信号源直接送到 SDI 发送引擎上去,必须要经过 DDR 方式做帧处理才能做 SDI 环出。

SDI发送

SDI发送是SDI接收的逆过程,即使用SDI IP编码将视频数据编码为SDI格式,再使用GTX将并行SDI数据串化为高速串行数据通过GTX发送出去,经过GV8500增强驱动后给到SDI发送的BNC座子。

SDI发送接收彩条视频工程设计思路如下:FPGA内部生成3G-SDI彩条视频,不缓存,直接经前文介绍的SDI发送通路发送出去,再经前文介绍的SDI接收通路后送HDMI输出显示。

3、工程1详解

开发板:Xilinx Kintex7开发板

开发环境:Vivado2019.1;

输入:SDI摄像头,分辨率1080p@30帧;

输出:SDI,分辨率1080p@30帧;

工程代码架构如下:资源消耗和功耗预估如下:

4、工程2详解

开发板:Xilinx Kintex7开发板;

开发环境:Vivado2019.1;

输入:FPGA内部生成彩条,分辨率1080p@30帧;

输出:HDMI,分辨率1080p@30帧;

工程代码架构如下:资源消耗和功耗预估如下:

猜您喜欢


防浪涌电阻是非常重要的配件,能够有效吸收并消散因雷击、静电放电或电网波动等产生的瞬态过电压,保护设备免受损害。台庆(TAI-TECH)作为该领域的佼佼者,其防浪...
2015-12-13 00:02:30
TO263-8是应用于电子设备中的封装形式,尤其是在功率管理和电源转换领域。随着电子产品的不断发展,对高效、可靠的元件需求逐渐增加,TO263-8凭借其优良的热...
2025-04-21 18:00:41
频率表是电子测量中不可少的工具,主要用于显示信号的频率。参数通常包括以下几个方面:频率范围是频率表最重要的参数,通常以赫兹(Hz)为单位,表示仪器能够测量的最低...
2013-03-24 00:00:00
现代社会,电力电子设备已经深入到我们生活的方方面面,而开关电源作为一种高效的供电方式,更是是重要的配件。然而,传统的开关电源存在着功率因数低的问题,这不仅浪费了...
2023-12-31 00:00:00
NTC电阻(Negative Temperature Coefficient Resistor)是具有负温度系数的电阻器,其阻值温度的升高而降低。NTC电阻应用...
2025-04-13 19:30:37
前面几篇FPGA时序约束进阶篇,介绍了常用主时钟约束、衍生时钟约束、时钟分组约束的设置,接下来介绍一下常用的另外两个时序约束语法“伪路径”和“多周期路径”。一、...
2023-06-12 17:33:00
电气工程中,电容器和母线的连接是个重要问题。很多人会问,为什么不能用硬线连接电容器和母线呢?本文将对此进行深入探讨。 硬线的弹性差硬线的弹性不好,容易断。电容器...
2025-04-01 21:30:36
风华贴片电阻电容选型手册中文破解版是一款便捷的电子元器件选型工具,旨在帮助工程师和电子爱好者快速准确地选择合适的风华贴片电阻和电容。该手册详细列出了风华科技生产...
2024-11-29 10:26:27
肖特基二极管因其快速开关速度和低正向压降而应用于电源转换、电路保护等领域。在一些特定情况下,我们可能需要寻找替代方案。本文将探讨肖特基二极管的替代类型,并为工程...
2025-03-29 05:30:02