利用 Virtex-5 LXT 器件實現集成化視頻連接功能解決方案

　　Xilinx 了解廣播系統設計師所面臨的挑戰。不斷出臺的視頻連接功能新標準，給廣播產品帶來了棘手的設計挑戰和緊迫的日程。

　　隨著廣播行業視頻連接功能標準的不斷變化，我們的目標是以免費參考設計的方式提供幫助，創建插入式構建模塊來解決系統級視頻連接功能問題。借助于更經濟和集成度更高(與 ASSP 芯片相比)的解決方案，Xilinx 能夠讓您縮短產品設計周期，降低成本，并且使你的產品從競爭產品中脫穎而出。

　　我們提供相應的視頻連接功能 IP 和參考設計文檔《面向廣播行業的音視頻連接功能解決方案》(www.xilinx.com/bvdocs/appnotes/xapp514.pdf)，包括有關SDI、HD-SDI、DVB-ASI、AES嵌入式音頻和音頻異步采樣速率轉換的章節。每個章節都闡述了一個專門的視頻連接功能主題，而且鏈接到免費的參考設計(Verilog 和 VHDL 格式)，同時提供了相應的實現示例。

　　利用 XAPP514 章節中清晰簡明的參考材料，設計人員能夠輕松地將符合這些標準的編碼器和解碼器整合到 FPGA 中。還在這些章節中對參考設計代碼(提供 Verilog 和 VHDL 兩種格式)進行了清晰的闡釋和說明，如圖1所示。

　　圖1：免費的模塊化 Verilog 和 VHDL 參考設計的框圖示例

　　我們還提供一套驗證平臺，該平臺可以快速輕松地測試視頻處理算法或者檢驗連接功能性能。我們新推出的 Xilinx® Virtex™-5 ML571 串行數字視頻 (SDV) 板 (www.cook-tech.com) ，可以用 Virtex-5 FPGA 來驗證或者開發視頻連接功能。圖2給出了它的結構圖;圖3是 ML571 開發板的照片。許多和 XAPP514 章節內容相關的免費參考設計都在 ML571 平臺上進行過驗證，驗證過程中采用了廣播行業標準的測試設備。

　　圖2：Xilinx ML571 SDV 視頻連接功能板的框圖

　　圖3：Xilinx ML571 SDV 視頻連接功能板

　　“ML571 開發板再次表明 Xilinx 如何為客戶提供詳細的設計幫助，來解決廣播行業所面臨的切實問題。”Xilinx 公司系統和應用工程部高級主管 Andy DeBaets 指出，“該開發板不僅可以讓工程師輕松實現高級視頻網絡協議，同時還能大幅度提高系統集成度，降低系統成本和功耗，而且還能縮短設計周期。”

　　您可以聯系 Xilinx 銷售代表，來觀看演示或者獲得這個開發板，以便在自己的開發板開發出來之前就可以進行新算法的測試工作。希望本文和上述音頻/視頻連接功能文檔對您有所幫助。但該文檔僅僅提供了少量有關利用 Xilinx 可編程邏輯器件進行設計的信息，如果您希望獲得有關這些主題和內容的更多最新信息，請登錄網站 www.xilinx.com/esp/broadcast。

　　Virtex-5 的特性支持廣播產品設計

　　Virtex-5 可以很好地支持廣播產品設計，該產品系列所具有的如下獨特功能，可以提高產品性能、靈活性和可升級性：

　　高密度、高速、可重編程 ExpressFabrIC™ 技術

　　550MHz、36-Kb的雙端口 block RAM/FIFO

　　550MHz、25 x 18 DSP48E Slice

　　550MHz 的時鐘管理管道 (CMT)

　　SelectIO™ 技術

　　更低的功耗

　　Sparse chevron 封裝

　　上述特性將在本期《Xcell雜志》相關文章中進行闡述。如果您希望獲得這些特性和性能的詳細說明，請登錄網站 www.xilinx.com/products/silicon_solutions/fpgas/virtex/virtex5/index.htm。

　　Xilinx ML571 概述

　　這種新型串行數字視頻 (SDV) 板可用于演示和測試基于Xilinx Virtex-5 平臺FPGA 的高帶寬視頻通信通道。這種板向您展示了如何輕松實現針對常見的行業標準(比如 HD-SDI)的高速串行接口。

　　支持的標準和功能

　　Virtex-5 平臺整合了高性能、低功耗、千兆位級串行 I/O、三態以太網 MAC、PowerPC™ 處理器以及 PCI Express 端點模塊，能夠支持比前代產品更多的網絡標準。

　　ML571 板現在支持：

　　Virtex-5 XC5VLX50T-FF1136 FPGA(采用引腳兼容封裝形式的LX110T)

　　2個 RocketIO™ GTP HD/SD-SDI 接收器和2個 RocketIO GTP 發射器。發射器具備 Gennum 三態 3 Gbps 電纜驅動，同時，接收器也具備 Gennum 三態 3 Gbps 接收器均衡器。所支持的標準包括：

　　3 Gbps HD-SDI (SMPTE424M)、2.97 Gbps

　　HD-SDI 雙鏈路 (SMPTE372M) 1.485 Gbps、1.4835 Gbps

　　HD-SDI (SMPTE292M) 1.485 Gbps、1.4835 Gbps

　　SD-SDI (SMPTE 259M)、270 Mbps

　　DVB-ASI (CENELEC EN 50083-9 附錄 B)、270 Mbps

　　SelectIO 視頻輸入和輸出，提供差分 LVDS I/O。它展示了 Virtex-5 SelectIO 接口發送和接收符合如下視頻標準的視頻流的能力：

　　SD-SDI (SMPTE 259M)、270 Mbps

　　DVB-ASI、270 Mbps

　　Select IO 技術、LVDS、AES3 數字音頻 (AES3id) I/O。2個 BNC 輸入連接器提供了2對立體聲 AES3id 數字音頻輸入。2個BNC輸出提供了2對立體聲 AES3id 數字音頻輸出。這些輸入端口符合 SMPTE 276M 75-?非均衡式 AES3 音頻輸入電氣規范。

　　SDI AES 數字音頻，嵌入式和非嵌入式 (SMPTE272M-2004)

　　AES 數字音頻，高性能異步采樣速率轉換 (ASRC)

　　向以太網發送或從以太網接收 DVB-ASI，來實現 IP 視頻

　　采用外部 DDR DRAM 的幀同步

　　同步分離器和同步鎖相功能。同步分離器可以支持各種視頻同步源，包括兩級視頻同步和三級視頻同步 (HD 和SD)。將從同步分離器得到的分離同步信號傳送到 FPGA，然后利用這些同步信號與 FPGA 上的任意 VCXO 時鐘源建立同步鎖相環。

　　提供了一個與 XGI 兼容的擴展連接器集合，來實現視頻 I/O 子板

　　2個 10/100/1000 以太網接口

　　調試 RS-232 串行端口

　　用于連接 Xilinx 下載電纜的六管腳 JTAG 配置接口

　　帶有 CompactFlash II 類插槽的 Xilinx System ACE™ 配置控制器

　　結論

　　支持新型 AVB 設計以及幫助客戶實現基于 Xilinx FPGA 的設計，是一個很大挑戰。讓 Xilinx 自豪的是，它始終能夠出色地滿足這些要求。由于具有不同的協議和系統接口，很顯然，這些設計方案需要比 ASSP 和 ASIC 更高的性能、更低的成本。這些挑戰為 Virtex-5 器件帶來了機遇，因為這些器件能夠讓您針對 AVB 設備市場不斷變化的需求，設計出適當的解決方案。

　　ML571 板由 Cook Technologies 公司設計和銷售。Cook Technologies 公司為 ML571 分配的產品編號是 CTXIL406。ML571 SDV 板中還帶有很多時鐘和連接功能選項子板。了解更多信息，請致信 colin@cook-tech.com 或者登錄網站 www.cook-tech.com。