小鳥科技借助Xilinx Kintex FPGA打造高性價比4K60無損分布式解決方案

行業挑戰

各種大中小型指揮/視頻管控中心、KVM坐席管理系統, 猶如指揮全身行動的人類大腦一般，在各級指揮城市運營中心、各行業指揮中心以及大中小型會議室集群中，扮演著核心調度的角色。所以，清晰的畫質和實時的視頻流,作為大腦收集、整理和分析數據進行決策或者實時交互的重要依據，需要非常專業的音視頻處理系統提供全幀率無損超高清音視頻支持。

傳統的集中式矩陣產品最大規模只能支持百路信號，需通過多臺級聯來實現大規模信號切換，操作復雜，易用性差。分布式產品的出現，有效地解決了傳統的集中式矩陣產品最大只能支持百路信號的規模瓶頸,成為中國各行業中小型指揮中心應用非常廣泛的指揮控制系統解決方案。然而，隨著指揮室、控制室等應用場景對視頻的畫質、時延、容量、可靠性的要求越來越高，多采用H.264、H.265等有損編解碼算法的分布式產品，在畫質、延時等方面同集中式產品相比有較大劣勢. 越來越無法滿足上述行業需求。

解決方案

分布式產品的先鋒企業小鳥科技以賽靈思Kintex-7及Kintex UltraScale+系列平臺為核心器件，借助該器件出色的性能、超高的BRAM資源利用率和集成度優勢，創新性地推出了無損分布式產品 — UniStream，既解決了集中式矩陣產品規模的問題，又保證了視頻信號的超高畫質和超低延時。

圖一 小鳥科技無損分布式產品UniStream

賽靈思產品系列主要在以下五大方面滿足了小鳥科技的開發需求：

性能方面：賽靈思 Kintex-7及Kintex UltraScale+系列FPGA出色的IO性能和外部memory性能遠超其他競爭對手，使得UniStream成為行業極具性價比的4K60無損分布式解決方案，并全面滿足了4K60超高視頻處理帶寬需求。

資源方面：視頻處理算法需要大量的block RAM （ BRAM）進行緩存，賽靈思平臺優異的BRAM性能和超高利用率，使得UniStream在算法處理上相比前一代產品提升了1.5 倍

集成度方面：賽靈思FPGA豐富的邏輯資源、出色的IO和Memory性能、優異的BRAM及DSP性能、完整的以太網解決方案，使得小鳥科技可以將視頻處理、以太網傳輸等眾多功能集成于單芯片之上，使得UniStream實現了單節點功耗不到15W的高能效

可靠性：賽靈思FPGA 平臺超高的可靠性， 為UniStream 提供了7*24小時穩定運行的超高可靠性。

靈活性：賽靈思 基于動態功能轉換 （DFX）技術的獨特的靈活應變能力和軟硬件OTA在線升級功能，為小鳥科技及其用戶適應未來的技術演進及遠程維護提供了寶貴的成本及效率優勢。

小鳥科技CEO李厚鵬先生表示, “賽靈思FPGA 平臺出色的性能和簡潔易用的Vivado開發工具，為我們快速開發業界領先的專業音視頻解決方案，并將其率先推向市場提供了重要支持”

設計成效

借助賽靈思 FPGA 平臺及賽靈思和其渠道合作伙伴安富利公司銷售與技術專家的強大支持，小鳥科技無損分布式產品UniStream得以提前6個月提前上市，并在指控、會議等行業迅速獲得廣泛認可和部署。

其中一個成功部署案例就是一個市政府辦公園區項目。在該園區的各個智能部門，城市大腦、警務聯勤樓等，全部采用了小鳥音視頻整體解決方案。總計40多間會議室采用了網絡化分布式系統，實現跨樓層、全園區級的信號互聯互通，打破了信號孤島問題；應急指揮中心、武警指揮中心采用光纖架構方案，確保運行穩定及數據安全的同時，大幅提升了指揮中心的應急處置效率。