高手过招，玩转视频采集卡硬件设计！.doc

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1、高手过招，玩转视频采集卡硬件设计！　　目前嵌入式系统中元器件互连有许多方法，但高速总线主要还是RapidIO，以太网和PCIE。其中PCIE总线以其高带宽，高可靠性以及高稳定性而得到广泛应用，如存储器，服务器，HBA和网络设备等。这里主要讨论PCIE总线在视频采集卡上的应用，其实视频采集卡也是HBA的一种，也是实现主机和外设之间的协议转换。　　视频采集卡是将模拟摄像机，录像机，电视机等输出的视频数据输入电脑，转换成电脑可以识别的数字数据，存储以及编辑处理。按照用途可以分为广播级，专业级和民用级视频采集卡。按物理通道可以分为单通道，双通道，4通道以及八通道视频采集卡。

2、视频采集卡硬件框图如下图。　　　　图一：视频采集卡硬件架构　　四通道HDMI视频采集卡如图二：　　　　图二：HDMI视频采集卡　　图一是目前视频采集卡非常主流的硬件架构，VedioEngine包括视频编解码器和FPGA，协议以及算法都由FPGA来实现，后面通过FPGA的Serdes接口送出到电脑，采用X4PCIE2.0总线协议。世强市场经理表示：PCIE总线发展到现在经历了3代，分别是GEN12.5GT/S，GEN25GT/S，GEN38GT/S，如果设置成X4，GEN2就可以满足20GT/S的带宽，基本可以满足目前主流高清带宽需求，所以主流的视频采集卡都采用PCI

3、E2.0。　　如果是四通道视频采集卡，视频编解码器当然是四路，但FPGA将会有多种方案，如1个FPGA，2个FGPA或4个FPGA方案，2个FGPA方案使用率很低，性价比无任何优势。采用1个FPGA方案，FPGA就需要4条Serdes，目前FPGA在集成多个Serdes核方案的器件价格昂贵，不光是Serdes核的增加，IO资源也会相应增加，但视频采集卡由于成本压力，不可能采用这么高端的FPGA，所以采用另一种方案比较多，也是目前主流方案，具体如图三：　　　　图三：四通道视频采集卡硬件架构　　图三方案中加上了PLXPCIESwitch，有哪些优势：　　•PLX高兼容性

4、可以满足所有客户需求，客户如果使用FPGA开发，会存在一个风险就是不同处理器的兼容性问题，使用PLXSwitch方案后，完全不用考虑这样的风险。　　•使用PLXSwitch，同样可以实现FPGA之间数据交互，而不需要经过CPU，减少延迟，提高整体性能。　　•可以大大减少成本。　　•PLXSwitch在视频采集卡上工作在透明桥模式，不需要任何驱动。　　•加入PCIESwitch后，可以解决FPGA的逻辑代码移植问题。2通道，4通道以及8通道，如果采用图二方案，这个时候逻辑代码会有大的改动，工作量增大，如果采用图三方案，将不存在该问题，不管是高端还低端采集卡，FPGA每

5、一路的逻辑代码都完全一致，增加一路只需要在Switch选择上有差异，而软件无任何差异，可移植性高，减少开发难度，加速板卡上市时间。　　针对图三中主流的四通道架构，PLXSwitch可以选择PEX8608，客户如果有更多通道需求，如八通道，建议选择PEX8618，但具体要根据客户数据量来决定，系统架构完全一致，对项目来说，只需要更换PCIESwitch就可以满足不同应用需求，软件方面无需改动，加速上市时间，抢占市场。　　获取更多产品及应用信息，可联系世强。　　　　关于世强　　世强先进成立于1993年，是包括安华高、瑞萨电子、AARONIAAG、SiliconLabs、

6、Rogers、Melexis、英飞凌、Acam、Alliance、Littelfuse、EPSON、Vincotech、Wima、新电元、SMI、TTElectronics理光微电子、是德等在内的全球知名半导体企业及测试测量仪器公司在大中国区的重要分销商，同时也是众多电子制造和研发企业的重要供应商。产品业务除了覆盖传统的工业、通信、消费和汽车电子领域，更为新兴的物联网、车联网、可穿戴设备、智能移动终端等市场带来更多前沿技术和创新产品。　　作为技术驱动型分销企业，世强还拥有成熟的技术支持团队和系统的服务流程，根据需求向客户提供新产品推介、快速样品、应用咨询、方案及软件

7、设计、开发环境、售后及物流等方面的专业服务。世强在全国设有17个办事处和子公司新华龙，拥有员工650人。　　2016年1月11日，世强元件电商020智能硬件创新服务平台的上线，将为工程师提供全方位覆盖的技术支持与优质服务体验。