利用Virtex-5 LXT器件实现集成化视频连接功能解决方案

Xilinx 了解广播系统设计师所面临的挑战不断出台的视频连接功能新标准，给广播产品带来了棘手的设计挑战和紧迫的日程

　　随着广播行业视频连接功能标准的不断变化，我们的目标是以免费参考设计的方式提供帮助，创建插入式构建模块来解决系统级视频连接功能问题借助于更经济和集成度更高（与 ASSP 芯片相比）的解决方案，Xilinx 能够让您缩短产品设计周期，降低成本，并且使你的产品从竞争产品中脱颖而出

　　我们提供相应的视频连接功能 IP 和参考设计文档《面向广播行业的音视频连接功能解决方案》(www.xilinx.com/bvdocs/appnotes/xapp514.pdf)，包括有关SDI、HD-SDI、DVB-ASI、AES嵌入式音频和音频异步采样速率转换的章节每个章节都阐述了一个专门的视频连接功能主题，而且链接到免费的参考设计（Verilog 和 VHDL 格式），同时提供了相应的实现示例

　　利用 XAPP514 章节中清晰简明的参考材料，设计人员能够轻松地将符合这些标准的编码器和解码器整合到 FPGA 中还在这些章节中对参考设计代码（提供 Verilog 和 VHDL 两种格式）进行了清晰的阐释和说明，如图1所示

图1：免费的模块化 Verilog 和 VHDL 参考设计的框图示例

　　我们还提供一套验证平台，该平台可以快速轻松地测试视频处理算法或者检验连接功能性能我们新推出的 Xilinx® Virtex™-5 ML571 串行数字视频 (SDV) 板 (www.cook-tech.com) ，可以用 Virtex-5 FPGA 来验证或者开发视频连接功能图2给出了它的结构图；图3是 ML571 开发板的照片许多和 XAPP514 章节内容相关的免费参考设计都在 ML571 平台上进行过验证，验证过程中采用了广播行业标准的测试设备

图2：Xilinx ML571 SDV 视频连接功能板的框图

图3：Xilinx ML571 SDV 视频连接功能板

　　“ML571 开发板再次表明 Xilinx 如何为客户提供详细的设计帮助，来解决广播行业所面临的切实问题”Xilinx 公司系统和应用工程部高级主管 Andy DeBaets 指出，“该开发板不仅可以让工程师轻松实现高级视频网络协议，同时还能大幅度提高系统集成度，降低系统成本和功耗，而且还能缩短设计周期”

　　您可以联系 Xilinx 销售代表，来观看演示或者获得这个开发板，以便在自己的开发板开发出来之前就可以进行新算法的测试工作希望本文和上述音频/视频连接功能文档对您有所帮助但该文档仅仅提供了少量有关利用 Xilinx 可编程逻辑器件进行设计的信息，如果您希望获得有关这些主题和内容的更多最新信息，请登录网站 www.xilinx.com/esp/broadcast

　　Virtex-5 的特性支持广播产品设计

　　Virtex-5 可以很好地支持广播产品设计，该产品系列所具有的如下独特功能，可以提高产品性能、灵活性和可升级性：

　　高密度、高速、可重编程 ExpressFabrIC™ 技术

　　550MHz、36-Kb的双端口 block RAM/FIFO

　　550MHz、25 x 18 DSP48E Slice

　　550MHz 的时钟管理管道 (CMT)

　　SelectIO™ 技术

　　更低的功耗

　　Sparse chevron 封装

　　上述特性将在本期《Xcell杂志》相关文章中进行阐述如果您希望获得这些特性和性能的详细说明，请登录网站 www.xilinx.com/products/silicon_solutions/fpgas/virtex/virtex5/index.htm

　　Xilinx ML571 概述

　　这种新型串行数字视频 (SDV) 板可用于演示和测试基于Xilinx Virtex-5 平台FPGA 的高带宽视频通信通道这种板向您展示了如何轻松实现针对常见的行业标准（例如 HD-SDI）的高速串行接口

　　支持的标准和功能

　　Virtex-5 平台整合了高性能、低功耗、千兆位级串行 I/O、三态以太网 MAC、PowerPC™ 处理器以及 PCI Express 端点模块，能够支持比前代产品更多的网络标准

　　ML571 板现在支持：

　　Virtex-5 XC5VLX50T-FF1136 FPGA（采用引脚兼容封装形式的LX110T）

　　2个 RocketIO™ GTP HD/SD-SDI 接收器和2个 RocketIO GTP 发射器发射器具备 Gennum 三态 3 Gbps 电缆驱动，同时，接收器也具备 Gennum 三态 3 Gbps 接收器均衡器所支持的标准包括：

3 Gbps HD-SDI (SMPTE424M)、2.97 Gbps

　　HD-SDI 双链路 (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 附录 B)、270 Mbps

　　SelectIO 视频输入和输出，提供差分 LVDS I/O它展示了 Virtex-5 SelectIO 接口发送和接收符合如下视频标准的视频流的能力：

　　SD-SDI (SMPTE 259M)、270 Mbps

　　DVB-ASI、270 Mbps

　　Select IO 技术、LVDS、AES3 数字音频 (AES3id) I/O2个 BNC 输入连接器提供了2对立体声 AES3id 数字音频输入2个BNC输出提供了2对立体声 AES3id 数字音频输出这些输入端口符合 SMPTE 276M 75-Ω非均衡式 AES3 音频输入电气规范

　　SDI AES 数字音频，嵌入式和非嵌入式 (SMPTE272M-2004)

　　AES 数字音频，高性能异步采样速率转换 (ASRC)

　　向以太网发送或从以太网接收 DVB-ASI，来实现 IP 视频

　　采用外部 DDR DRAM 的帧同步

　　同步分离器和同步锁相功能同步分离器可以支持各种视频同步源，包括两级视频同步和三级视频同步 (HD 和SD)将从同步分离器得到的分离同步信号传送到 FPGA，然后利用这些同步信号与 FPGA 上的任意 VCXO 时钟源建立同步锁相环

　　提供了一个与 XGI 兼容的扩展连接器集合，来实现视频 I/O 子板

　　2个 10/100/1000 以太网接口

　　调试 RS-232 串行端口

　　用于连接 Xilinx 下载电缆的六管脚 JTAG 配置接口

　　带有 CompactFlash II 类插槽的 Xilinx System ACE™ 配置控制器

　　结论

　　支持新型 AVB 设计以及帮助客户实现基于 Xilinx FPGA 的设计，是一个很大挑战让 Xilinx 自豪的是，它始终能够出色地满足这些要求由于具有不同的协议和系统接口，很显然，这些设计方案需要比 ASSP 和 ASIC 更高的性能、更低的成本这些挑战为 Virtex-5 器件带来了机遇，因为这些器件能够让您针对 AVB 设备市场不断变化的需求，设计出适当的解决方案