实时广播视频引擎目标设计平台【赛灵思】

2011 年 4 月 27 日，中国北京——赛灵思公司（Xilinx, Inc. ）在 2011 年 NAB（美国广播电视设备展） 上发布实时广播视频引擎目标设计平台和 SMPTE2022 IP 核心，用以加速高质量视频处理硬件的开发，并通过互联网协议以高达 10 Gbps 的速率交付这些视频。以Virtex®-6 或 Spartan®-6 FPGA 广播连接套件为基础，可先通过该套件的连接性将视频带入 FPGA，然后创建视频管线算法，赛灵思的最新广播产品能持续提高视频质量，同时满足在 IP 网络中输送未经压缩的 HD、3D 和 4K 视频流的要求。

IHS Screen Digest 电视技术主管 Tom Morrod 指出：“基于 10 Gbps IP（互联网协议）的资产交付将成为新兴多平台世界中至关重要的一个环节，在这里面向各类设备的多条视频和元数据流将在广播和运营商网络中自由流动。而针对极其灵活的基于硬件的视频处理，可编程解决方案变得日益重要，我们预计 3D 和全 1080p60 HD 内容的普及将需要更高的带宽接口和多重转码以满足数量不断增多的视频接收设备。”

赛灵思实时视频引擎目标设计平台由一个广播级质量的视频和影像处理 IP 包、支持 Virtex-6 FPGA 的参考设计和 Spartan-6 FPGA 广播连接套件组成，后者包括Xilinx® ISE® 设计套件嵌入式开发软件。IP 核、工具和硬件组合让设计人员能更加轻松地为支持各种 SD/HD/3D 格式、帧率和解析度的多种广播应用类型开发实时视频处理链。此套件的 FMC（FPGA 中间卡）连接器支持设计者面向IP视频以及其他需要实时性能的广播设计（包括突发新闻、现场直播活动和体育报道）接口而快速评估，并集成 了SD/HD/3G-SDI、AES3 音频、DVI、HDMI™、DisplayPort、10GbE（10 Gb 以太网）。此外，该套件也可用来创建数字影院和超高画质（或超级 HDTV）系统中需要最高视频质量和最高带宽的应用。

在2011 年美国广播电视设备展上，赛灵思现场展示了该实时视频引擎目标设计平台的几项关键特性，包括：

• 赛灵思视频和图像处理 IP 包，支持 1080p60、2K 和 4K 视频处理，提供广播级质量的缩放、去隔行、屏幕显示、降噪等功能；

• SMPTE2022 IP 核的实施，在 Virtex-6 FPGA 广播连接套件上通过 10Gb 以太网以全双工方式显示全带宽、低抖动 3x 3G-SDI（或 6x HD-SDI）。此系统可在任何距离通过单一链接交付多达 6 个未压缩的 HD 电影源；

• 来自 Tokyo Electron Devices 的 Inrevium Spartan-6 FPGA 广播连接套件，支持全新面向 SD/HD/3G-SDI 和 AES3 音频的低成本 FMC以及面向各种显示接口的可选 FMC，如 HDMI、DisplayPort 和 V-by-One® HS ；

• Virtex-7 HT FPGA 28 Gbps 解决方案展示了赛灵思下一代收发器出色的抖动性能，支持用于通信和广播回程链接的超高聚合带宽，例如有线中的 EdgeQAM / CMTS 应用，同时也非常适合 10G-SDI 标准和新兴标准，以处理 4Kx2K 数字影院和超高画质 8Kx4K 带宽；

• 赛灵思联盟成员 Vanguard Software Solutions  H.264/AVC-I 视频编码器完美展示了示设计人员如何在不牺牲视频质量的情况下降低带宽和存储要求。借助 High10 和 High422 帧内编码特性，设计人员可以迅速和便捷地将 AllianceCORE™ IP 核集成到贡献、采集和存档系统中，支持 SMPTE AVC-I Class50 & Class100。

• 全新 Kintex™-7 系列，是行业第一款 28nm FPGA 产品，非常适合广播应用，其提供的收发器能支持高达 12.5 Gbps 带宽，提供 2x 性能，而功耗只有上一代 FPGA 的 50%。

快速满足更高的传输质量和吞吐量要求

赛灵思广播业务高级经理 Robert Green 表示：“处在高度动态环境中的广播公司面临越来越多的挑战，内容消耗快速增长，交付网络的类型日益增多，尤其是IP 网络，同时，人们对于视频质量的要求不断提升。这些新 IP 核和参考设计通过使用 FPGA 让产品更快速地进入市场并大大减少了开发工作，为客户带来了更大收益。”

与 1080p60 格式相比，3DTV 的逐渐普及促使带宽需求成倍增长，并随之增加了各系统实施所需的 SDI 端口的数量，同时将这些端口的速度提升到 6 Gbps 或以上。赛灵思的实时视频引擎目标设计平台能适应现在的三码率 SDI（SD/HD/3G-SDI）应用，满足超高画质所需的更高速度要求。该平台还支持行业发展路线图中的正在起草的标准，如 6 Gbps 光纤上的双通道 3G-SDI、10G-SDI 以及其他标准。

顶层系统开发者可使用 FPGA 进行视频算法开发以及通过 IP 网络在 LAN（在演播室或体育场内）或 WAN（在城市之间和从体育场到演播室）环境中传输多通道 HD 视频。借助 FPGA 将系统和处理集成在单个芯片上的方法远远优于硬铸硅（hard-cast silicon ）芯片解决方案，例如 ASIC 或 ASSP，因为FPGA开发时间更短，同时还能灵活支持开发者不断完善改进视频质量的需求。此外，FPGA也在广播和通信行业不断变化的标准之间架起一座桥梁，提供了高可靠性、高质量的网络间视频传输，让最高质量视频在多条流上的传输成为可能。

Nevion USA 工程副总裁 Andrew Osmond 指出：“赛灵思功能超强的 FPGA 技术提供了我们需要的功能，它的集成度非常高，价格极具竞争力。通过使用 Virtex FPGA、电路
板、IP 核和SMTPE 2022实施参考设计，我们能够快速开发并将此功能集成到我们的 Ventura 产品线中，以通过 IP 网络接收和传输压缩视频。这款解决方案帮助我们满足了客户不断提升的带宽和处理需求。”