用FPGA替代DSP實現即使視頻處理

隨著數字融合的進一步發展，系統的設計和實現需要更大的靈活性，以解決將完全不同的標準和要求整合為同類產品時引發的諸多問題。本文介紹FPGA在視頻處理中的應用，與ASSP和芯片組解決方案相比，FPGA可根據目前設計工程師的實際需求提供不同層次的靈活性，并保持明顯優于傳統DSP的性能。

實時視頻處理對系統性能的要求極高，因此幾乎所有只具最簡單功能的通用DSP都不具備這項功能?？沙绦蜻壿嫿M件允許設計人員利用平行處理技術實現視頻信號處理算法，并且只需單個組件就能實現期望的性能。基于DSP的解決方案通常需要在單板上嵌入許多DSP，以得到必需的處理能力，這無疑將增加程序資源開銷和數據內存資源開銷。

藉由在實時環境下進行視頻處理，系統工程人員可將幀內存需求和數據緩沖需求降至最低，而在非實時應用中則無需如此。

隨著業界積極推動高質量視頻開發以及壓縮格式的不斷改進，系統處理速度也不斷提高?？沙绦蜻壿嫿M件也采用了專用尋呼設備中廣泛采用的FPGA組件架構。由于FPGA制程的發展遵循摩爾定律，因此與稍早開發的同種產品相比，新產品能以更具吸引力的成本優勢實現相同的功能和性能。

這種趨勢的一大源動力來自網絡、廣播、處理和顯示技術的融合，即業界所稱的‘數位融合’。由于在極窄的傳輸信道(如無線信道)上發送高頻寬視頻數據并保持適當的業務質量(QoS)極其困難，因此設計人員展開了廣泛的研究，致力于改進糾錯、壓縮和圖像處理技術，這些研究均建立在FPGA實現的基礎上。

圖像壓縮/解壓縮-DCT/IDCT

目前在數字視頻系統中主要使用的視頻壓縮格式是MPEG2，已廣泛應用于數字電視、視訊轉換盒、數字衛星系統、高清晰度電視(HDTV)譯碼器、DVD播放器、視頻會議設備和網絡電話中。原始的數字視頻信息總需要進行壓縮，以便藉由適當的傳輸通道傳送或者儲存在適當的介質(如磁盤)中。此外還有許多新標準即將或正在推出，包括最為引人注目的MPEG4，但大多數基于該技術的產品仍在開發中。