试论基于fpga的sdi接口的研究与开发

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1、天津理工大学硕士学位论文基于FPGA的SDI接口的研究与开发姓名：杨帆申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：张宝峰;朱均超20080101摘要串行数字接口SDI是目前使用最广泛的数字视频接口。它是遵循SMPTE一259M和EBU．Tech．3267标准制定的，己经被世界上众多数字视频设备生产厂家普遍采纳并作为标准视频接口，主要用在非线性编辑系统、视频服务器、虚拟演播室以及数字切换矩阵和数字光端机等场合。以往的SDI接口在实现方法上有成本高、灵活性低等缺点，针对这些不足，本文在研究串行数字接口工作原理的基础上，提出了一种基于FPGA的标清串行数字接口(SD．SDl)的设计方案

2、，并使用SOPCBuilder构成一个NiosII处理器系统，将SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA内部，从而提高系统的集成度，使之具有视频数据处理速度快、实时性强、性价比高的特点。具体研究内容包括：1．在分析SDI接口的硬件结构和工作原理的基础上，提出了串行数字接口的嵌入式系统设计方法，完成了SDI接口卡的FPGA芯片内部配置以及驱动电路、均衡电路、电源电路等硬件电路设计。2．采用软逻辑方法实现SDI接口的传输功能，进行了具体的模块化设计与仿真。3．引入NiosII嵌入式软核处理器对数据进行处理，设计了视频图像数据的采集程序。该传输系统以Altera公司的CycloneIIEP2C35F

3、672C8为核心芯片，通过发送和接收电路的共同作用，能够完成标清数字视频信号的传输，初步确立了以SDI接口为数据源的视频信号传输系统的整体模式和框架。关键词：串行数字接口，FPGA，SDI，NiosII，视频数据AbstractSDI(SerialDigitalInterface)isthemostpopulardigitalvideointerfaceatpresent．Theinterface．whichisdefinedbySocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers．259MandEuropeanBroadcastUnion．Tech．3

4、267．hasbeenadoptedasastandardvideointerfacebynumerousmanufacturersofvideofacilityintheworld．Itismostlyusedinnonlineareditsystem，videoserver,dummystudio，digitalswitchingmatrixandPlesiochrOnousDigitalHierarchyandSOon．OnthebaseofstudyingtheprincipleofSDI．thisarticleproposesasolutiontoaStandardDefinit

5、ionSeriaIDigitalInterfacebasedonFPGAaimingatthedisadvantagesofformerrealizingmethodsofSDI．Moreover,aNipsIIprocessorsystemissetupbySOPCBuildertoembedtheinputoroutputinterfaceintheformOfIPcoreinordertoimprovethesystemintegrationlevel．Thisinterfacehasadvantagesofhighvideodataprocessingspeed，betterrea

6、ltimecharacterandhighperformance．priceratio．Themainresearchworkisasfollows：1．OnthebaseofanalyzingthehardwareconfigurationofSDIanditsrealizingprinciple，presentanembeddedsystemdesignmethodofSDI，andaccomplishtheFPGAprogrammingandhardwaredesignofdrivers，equalizerandpowersupply．2．Adoptsoftlogictoimplem

7、entSDItransceiverfunctions，programandsimulateforeachfunctionmodule．3．IntroduceNipsIIembeddedsoftcoreprocessortoprocessreceivedvideodata,designthevideodatacollectingprogram．ThistransmittingsystemtakeCycloneIIEP2C3