视频传输
电视服务供应商在有线、卫星和地面广播的工作站以及电子新闻采集车中都会使用大量的视频输出设备。这里提到的视频传输设备主要包括了调制器/解调器、编码器/解码器、加密器/解密器。针对传输流的多路复用器/多路分配器、视频编辑器、网络路由器、测试设备和视频服务器等。调制方案是随着传输机制以及地理情况而发生相应变动的。举例来说,8-VSB(残留边带)调制主要被用在北美的地面数字传输中。DVB-T COFDM (码正交频分复用) 是在北美以外地区用于数字电视信号传输的另一个主要的标准。
参见图1中给出的数字视频传输链的举例。在视频传输过程中,编码方案被用来对视频进行压缩。动态图像专家组(MPEG)的压缩技术已经在世界上得到了广泛的采用。此外,服务提供商还使用加密和解密的算法来确保只有付费的用户才能够收看相应的节目。
图1.数字视频传输链

在数字视频传输环境下,数据主要是作为单路节目传输流(SPTS)或者是多路节目传输流(MPTS),并以为270 Mbps的速率通过异步串行接口(ASI)来进行传输的,而ASI则是由数字视频广播(DVB)协会来进行设定的。如果视频节目需要进行更改(例如,插入一些当地的节目),则会使用视频串行数字接口(SDI)来传输相应的数据。SDI是由美国电影电视工程师协会 (SMPTE)为标准清晰度(SD)和高清晰度(HD)的数字视频格式的传输所专门设定的。SD的视频数据通过SDI以270、360或540 Mbps的速度进行传输,其中270 Mbps的传输速度是标准清晰度数据传输中使用最为普遍的速度。HD的视频数据通过SDI以1.485 Gbps的高速进行传输。所涉及的设备可以支持SD、HD或两者均可。图2突出显示了典型的视频传输设置中所使用的设备。
图2.典型的视频传输设备

Altera为视频传输推出的可编程解决方案
Altera的Stratix™、Stratix II、Stratix GX器件系列基于功能丰富的架构为开发数字视频传输设备的设计人员提供了一流的解决方案。Stratix器件中包括高性能DSP块、多达10 Mbits的嵌入式TriMatrix™ 存储器、多达150,000个逻辑单元(LE)、以及灵活的I/O标准支持。Stratix GX器件系列包括了多达20个全双工的收发器通道,支持1.485 Gbps 的HD SDI传输速率。请参见Using Stratix GX in HDTV Video Production Applications白皮书,获取更多详细信息。
Altera提供了一个从制作到消费的完整系列的视频传输FPGA产品。广播设备生产商可以在同一个Stratix GX 器件引脚上同时实现HD-SDI和SD-SDI,而在HD-SDI和SD-SDI之间的切换可在运行中进行,无需关闭设备。这样一种“工作中切换”的模式是在2003年在荷兰阿姆斯特丹召开的国际广播大会(IBC)上首次向公众展示的。Stratix、Stratix II和Stratix GX器件为系统设计人员实现各种视频传输功能(包括调制、压缩、时隙多路复用等)提供了一个最为理想的解决方案。提供了其他解决方案所没有的灵活性、性能、综合和设计资源。
视频传输市场应用
参考设计
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