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  • 贸泽电子与Formerica签署全球分销协议

    贸泽电子与Formerica签署全球分销协议

    2019年9月27日–专注于引入新品的全球电子元器件授权分销商贸泽电子(Mouser Electronics)宣布与Formerica Optoelectronics签订全球分销协议。Formerica是光纤互连解决方案的创新企业和知名供应商,其产品采用创新技术,具有更高的能源效率和可靠性以及更出众的性能。Formerica的产品线包括型号丰富的光纤收发器、有源光缆(AOC)/扇出光缆组件、光旁路模块(OBM)、光纤通道产品和串行数字接口(SDI)收发器。Formerica的光纤通道光纤收发器可热插拔,是内置有数字诊断功能和LC双工插座的千兆小型光学模块(SFP+)。该器件封装在全金属外壳内以提供高效的防电磁干扰(EMI)性能,符合RoHS标准,并使用单个3.3V电源供电。此款收发器的目标应用包括高速存储区域网络、10GBASE-SR以太网和4G/8G/16G光纤通道系统。Formerica的100G光纤收发器支持100Gbps的数据传输速率链路,传输范围最远可达150米(通过OM4)。此款收发器的功耗低,使用标准12/8通道光纤和MPO可插拔光纤连接器。与光纤通道光纤收发器一样,100G光纤收发器可热插拔,符合RoHS标准,外壳工作温度范围0℃至70℃。这些收发器兼容100G以太网IEEE 802.3bm 100GBASE SR4和SFF-8665(QSFP28解决方案;版本1.8)标准,目标应用包括100GBASE以太网链路、InfiniBand(IB) QDR、DDR和EDR互连。另外还提供其他低于100G的数据速率版本,包括1G、10G、25G和40G版本。Formerica产品非常适合数据中心、企业IT、网络、工业自动化和控制、医疗成像、视频监控、5G、物联网(IoT)、人工智能(AI)和广播应用。

    时间:2019-09-27 关键词: 光纤 创新 sdi

  • 基于FPGA的HD-SDI下变换的研究与设计

    基于FPGA的HD-SDI下变换的研究与设计

    摘要 研究了一种采用FPGA将高清数字电视信号转换为标清数字电视信号的方法,利用重采样等技术降低了图像中每行的有效像素和垂直行,完成了HD-SDI到SD-SDI的下变换。设计实现简单,目前已运用于实际工程当中。关键词 FGPA;HD-SDI;下变换;重采样 随着我国数字广播电视技术的日趋成熟,电视台采用高清数字串行信号(HD-SDI)下变换系统,目前大多数下变换采用ASIC进行高清数字电视信号下变换,成本较高且系统的硬件电路设计复杂、移植性差、不容易升级。而利用FPGA开发,就可以体现出周期短、成本低、集成度和可移植性好,可随时更改程序以适应电视制式标准的变更等优点,本文提出了一种基于FPGA采用重采样技术的HD-SDI到SD-SDI的下变换实现方法。1 HD-SDI与SD-SDI的区别 根据ITU-R BT.709-3标准,我国SDI的高清演播室电视信号接口标准规定为1125/50扫描标准,水平、垂直有效像素为1 920×1 080,4:2:2编码格式,亮度信号Y的抽样频率为74.25 MHz,两个色差信号Cb/Cr的抽样频率为37.125 MHz,采用10 bit量化,Y与Cb/Cr信号分成两个通道传输,每个通道并行数据传输率74.25 MB·s-1;根据ITU-R BT.656标准,我国标清演播室信号接口规定为625/50扫描标准,水平、垂直有效像素为720×576,4:2:2编码格式,亮度信号Y的抽样频率为13.5 MHz,两个色差信号Cb/Cr的抽样频率为6.75MHz,采用10 bit量化,时分复用Y,Cb/Cr一个通道传输,并行数据传输率27 MB·s-1。2 HD-SDI下变换的系统描述 高清数字电视信号下变换的主要原理是一帧图像中水平行与垂直像素点的减少。文中的研究主要是以FPGA为核心,HD-SDI信号以并行的形式输入FPGA,在FPGA中进行视频信号重采样算法、所取字RAM控制和YC复合处理、SD-SDI的并行信号格式的重构等处理,从而完成HD- SDI的下变换。FPGA中对信号的整个处理过程用Verilog HDL语言来编程实现,FPGA中的各主要处理模块的流程图,如图1所示。2.1 重采样处理 由下变换原理可知,从HD分量信号获得低分辨率的SD分量信号,可分别在垂直方向和水平方向上的有效视频区去抽取有效像素点来实现图像格式的转换。考虑到二维空间的数据计算量和复杂性,常用两个一维滤波器实现二维空间的转换,即先在垂直方向上抽值,然后再在水平方向上抽值,这样减少计算复杂性,提高运算速度。抽出的值可以是相邻几个样点去抽一个。 图像下变换时,通过抽取滤波器抽取原有信号的取样点值,增大采样的点空间距离,降低每行的有效像素和垂直行。高清1 920×1 080格式下变换为标清720×576格式,由于高清信号的水平与垂直分解力不是标清信号4:2:2编码的整数倍,所以本文主要通过以下两个计算式抽取像素点来实现 有效行处理原理:由视频分量信号的特性,先找到一帧视频信号的有效行,然后按式(2)在高清一帧共1 080条有效行中按每15行取8行循环抽取,从而得到标清所要求的576行的有效行。 有效垂直像素点处理原理:找到一行数据中的有效图像像素点,然后按式(1)在高清一行1 920个有效像素点中按照16个点取6个点循环抽取,从而得到标清所要求的720个有效像素点。有效行处理与有效垂直像素点处理程序流程图,如图2所示。 有效行处理与有效垂直像素点处理的逻辑分析仪实时采样图如图3所示。由图3可以看出,C_rg4为C_in的4个寄存器延时,行计数line_e- nt=21可以看出此图采样是的高清分量视频有效视频21行的数据,在检测到有效视频行起始SAV后对有效像素点进行计数(计数值为Pix_ent),然后针对Pix_ent进行抽取处理得到标清分量信号所需要的像素点通过Y_out和C_out输出。2.2 所取字RAM控制和YC复合处理 所取字RAM控制主要是对有效行所取Y、C字的存取RAM进行控制的模块。有效行所取字RAM模块用来完成所取的像素缓存和时钟的转换与匹配,由图1可以看出,首先把重采样针对高清信号行所取的构造标清信号所要有效像素点存进有效行所取字的RAM,同时把重采样模块输出的存720个有效像素点时间长度控制使能en信号给所取字RAM控制模块。所取字RAM控制模块主要是给读地址、读使能与读时钟27 MHz去读取所取Y、C字RAM中的有效像素点送给YC复合模块。YC复合模块主要作用是把所得的色度信号Y与色差信号C两个通道的数据合成一个通道的时分复用Y/C数据,其处理方式是根据输入的有效像素的时间长度使能eno,用54 MHz的时钟去读取27 MHz的Y和C数据,从而完成时分复合,再送给YC缓存RAM存下数据。其YC复合处理图如4所示。 YC缓存RAM作用主要是缓存几行标清所要的有效像素数据。由于高清视频信号一帧图像中,其开始的场消隐时间比标清视频信号短,而有效行数据的出现就比标清视频快,为了不让一帧图像的有效信息丢失,使用了RAM去缓存了几行的有效数据。除此以外,YC缓存RAM模块也起到了时钟转换与匹配的作用,把54 MHz的数据转换为27 MHz的数据输出给标清视频构造模块。2.3 标清SDI并行信号构造处理 标清SDI并行构造模块主要是提取标清图像所要的标清像素点的YC数据,并把数据构造成满足标清SDI并行分量信号所要求的格式输出。其处理过程是根据传输标清数据所要的27 MHz时钟来构造标清分量信号中的视频定时基准码(有效视频开始SAV和有效视频结束EAV)、行消隐数据、场消隐数据。处理过程的流程图,如图5所示。 标清SDI并行信号构造处理的逻辑分析仪实时采样图如图6所示。由图6可以看出Y_in和C_in为高清视频输入的并行数据经下变换处理后变成标清视视频并行数据q1(3FF、000、000、200为第一场有效视频的起始SAV,154 h和131 h为有效像素点)。图中line=24为标视频的第一场中的有效行,data_in为标清构造模块从YC缓存RAM由相应读地址addre获得的有效像素的数据。3 验证 本设计通过基于Altera CycloneⅢ系列FPGA芯片EP3C25Q240实验平台的验证。整个实验验证平台结构如图7所示,视频信号处理流程简要如下:我国高清标准HD- SDI信号经过串并转换芯片变成符合文中设计所要的10 bit的Y分量和10 bit的C分量,高清分量信号进入FPGA进行下变换处理后变成10 bit的时分复用YC的标清视频分量信号,标清视频分量信号再串化为SD-SDI信号送给视频DA板变成普通模拟CVBS视频信号给电视机显示。通过 QuanusⅡ自带的嵌入式逻辑分析仪观察FPGA中的处理数据,数据符合要求,CVBS视频信号送给电视机显示,图像满屏显示,比较清晰且无抖动。4 结束语 本设计是针对演播室内的HD-SDI信号进行的下变换,直接对图像信号中的有效像素进行处理,将1 920×1 080(HDTV)视频SDI流转换为720×576(SDTV)视频SDI流,经过上述验证得出:此下变换设计没有丢失图像信号,只是降低了图像清晰度,且实现简单,成本较小,易于在工程中实现。对于规模较小的地方数字电视台实现了高清节目共享,合理地利用了信道资源,节约了扩建高清设备的成本。

    时间:2019-03-08 关键词: FPGA sdi hd 嵌入式处理器

  • TI SDI传输方案

    TI SDI传输方案

    摘要由于SDI 的高清晰度、传输实时性等优势,最初应用于专业视频广播领域,近年来正越来越多的被安防领域所采用。但由于SDI 的数据传输数据率高,存储数据量大等特性,对部分原来采用IP 网络高清监控方案的安防从业者而言,在设计、应用等方面还存在一定的难度。为了帮助读者更全面地了解和设计SDI,本文介绍了如何选择适当的SDI 信号链器件,如何设计高性能的SDI 信号链,介绍了均衡器、电缆驱动器、重定时器的基本工作原理,PCB 布板和电源设计的建议以及TI 在SDI 领域的具体方案。1. SDI 简介SDI,串行数字接口,是用来传输标清、高清、3G 高清等无压缩数字视频信号的一个标准,当前最流行的SDI视频格式如表1所示。由于SDI具有高清特性,时延小,还可以重复利用已布网的模拟视频电缆等优势,正逐渐地被安防、监控等领域广泛采用。目前市面上SDI相关设备主要是SDI延长器、分配器、矩阵、多画面分割、编解码器、SDI光端机、DVR等。相对于传统的IP监控网络,SDI的优势是非常明显的:在图像清晰度上SDI有无可比拟的优势高清不仅仅意味着高的分辨率,还必须在超宽动态、白平衡、信噪比、亮度、对比度、锐利度等方面有优秀的表现。IP网络监控视频由于经过编码压缩,在上述图像质量、图像细节等方面都远不及无压缩的SDI。SDI传输实时性强SDI信号的传输不经过压缩环节,没有处理时延;不经过IP网络,不受网络时延的影响。从模拟监控系统升级至SDI可以重复利用已有的布线系统SDI也是采用同轴75欧姆的电缆和BNC接口,可以方便快捷的从传统的模拟监控系统升级至SDI,而无需像IP网络那样须重新布置网络,这种特性在模拟监控系统的升级改造中具有巨大的优势,因为施工改造IP网络对很多建筑而言是不允许的。另一方面,SDI也有缺点,比如现阶段成本较高,数据存储量大,远距离传输设计难度较大等,但随着SDI被市场逐渐地广泛采用,上述缺点都会逐渐弱化。2. SDI 器件的工作原理及TI 相关产品简介图1 是一个典型的SDI 输入、输出和处理的应用框图,TI 能够提供相应的全套SDI 传输方案,它们分别是均衡器、线缆驱动器、重定时器、交叉开关矩阵、视频时钟、显示驱动、存储驱动和电源。图1 典型的SDI 应用2.1均衡器信号的高频成分经过PCB 走线或者电缆传输后相对于信号的低频成分会被衰减得更多,此现象被称为趋肤效应,它会破坏高速信号的信号完整性,使其眼图关闭并增加信号抖动。为了补偿趋肤效应,人们发明了均衡器、预加重器、去加重器来补偿传输线频率响应的不平坦性。图2 是一种传输线和均衡器的频率响应图,传输线模型在高频处会衰减得更多而均衡器在高频处有更高增益,将均衡器的高频增益设置成适当的值,传输线和均衡器串联后会形成在全频带内大致平坦的频率响应。通常预加重器和去加重器用在高速数字信号传输的发射端,均衡器用在接收端,但在SDI 链路中只在接收端采用均衡器,且一般是自适应均衡器,而在发射端不采用预加重或去加重,因为SDI 设备间可能通过用户定义的任意长度的同轴电缆来连接,任意一个固定的均衡或者预/去加重值都无法灵活地满足各种电缆长度,且业内还没有自适应的预加重器和去加重器。另外,SDI 设备必须即插即用,不允许客户在应用现场手动设置合适的均衡值来得到最佳的电缆传输特性。 因此只有自适应均衡器是理想方案, 自适应均衡器可以自动检测信号质量而相应的设置最佳的均衡值而得到最佳的传输通道频率响应。图2 传输线和均衡器的频率响应图3 是均衡器的使用效果图,可以看出高速SDI 信号经过一段电缆或者PCB 走线后眼图和抖动性能被均衡器显著改善图 3 均衡器的使用效果TI 提供支持SD、HD、3G SDI 全系列的均衡器,如表2 所示。FamilyEqualizerDescription3G/HD/SDLMH03953G HD/SD SDI Dual Output Low Power Extended Reach Adaptive Cable EqualizerLMH03943G HD/SD SDI Low Power Extended Reach Adaptive Cable EqualizerLMH03843G HD/SD SDI Extended Reach and Configurable Adaptive Cable EqualizerLMH03443G HD/SD SDI Adaptive Cable EqualizerHDLMH0044SMPTE 292M / 259M Adaptive Cable EqualizerLMH0034SMPTE 292M / 259M Adaptive Cable EqualizerSDLMH0024SMPTE 259M / 344M Adaptive Cable EqualizerLMH0074SMPTE 259M / 344M Adaptive Cable Equalizer表 2 均衡器其中LMH0394 是一款极高性能的均衡器,它的竞争性分析如图4 所示,传输距离很长且功耗很低。图4 均衡器 LMH0394 竞争性分析2.2重定时器SDI 重定时器是用来自动检测输入信号类型,调整自身的PLL和CDR电路而恢复和整形出低抖动的时钟,再重新定时发送出接收到的SDI信号,以降低SDI信号的抖动。 虽然均衡器也可以降低SDI信号的抖动,但它和重定时器是两种完全不同的器件,两者不可相互替代。均衡器的作用是通过增加高频增益使传输通道频率响应趋于平坦来改善眼图和信号抖动,而重定时器则是通过PLL和CDR来抑制和降低累加噪声。如果SDI传输通道很长或者传输过程中被其他噪声和干扰恶化,仅有均衡器还不足以改善信号的质量,此时在均衡器输出端再串接一个重定时器是一个理想的提高SDI信号质量的方案。图5描述了重定时器的去抖效果,可见眼图和抖动被明显改善。图 5 重定时器使用效果TI 重定时器产品系列如表3 所示。FamilyReclockerDescription3G/HD/SDLMH03563Gbps HD/SD SDI Reclocker with 4:1 Input Mux and FR4 EQsLMH03463Gbps HD/SD SDI Reclocker with Dual Differential OutputsHDLMH0056HD/SD SDI Reclocker with 4:1 Input MultiplexerLMH0046HD/SD SDI Reclocker with Dual Differential OutputsSDLMH0036SD SDI Reclocker with 4:1 Input MultiplexerLMH0026SD SDI Reclocker with Dual Differential Outputs表 3 重定时器系列2.3线缆驱动器SDI 线缆驱动器用来加强对线缆的驱动能力,提供标准的800mV 峰峰值输出电压摆幅,没有预加重和去加重功能。TI 的线缆驱动器系列如表4 所示。FamilyCable DriverDescription3G/HD/SDLMH03073Gbps HD/SD SDI Dual Output Cable Driver with Cable DetectLMH03033Gbps HD/SD SDI Cable Driver with Cable DetectLMH03023Gbps HD/SD SDI Cable DriverHDLMH0202LMH0202 SMPTE 292M / 259M Serial Digital Cable DriverLMH0002SMPTE 292M / 259M Serial Digital Cable DriverSDLMH0001SMPTE 259M / 344M Serial Digital Cable Driver表 4 线缆驱动器3. PCB 布板建议SDI 信号比特率最高至2.97Gbps,因此SDI 的信号路径必须严格按照高频电路的设计方法处理,否则无法得到高质量的传输性能。SMPTE 协会也定制了关于SDI 信号回损的指标要求,如图6 所示。为了满足这个指标,我们必须精细地设计整个SDI 传输路径以保证阻抗的连续性,尤其在BNC 连接器的选择、线缆的选择、PCB 布局、原理图设计、合适的SDI 器件选择上需特别注意。图 6 SMPTE 规定的回损指标现实中,由于端口间阻抗的不匹配,任何输入输出信号都会被输入或者输出端反射一部分,反射波会与正向波叠加而恶化正向波形,因此我们必须设计好整个链路的阻抗匹配以降低反射,在高速信号中尤为重要。回波损耗(Return Loss)或者S11/S22(S 参数)是用来定义回波损耗大小的指标, 其中S11/S22 是反射功率与正向功率的比值,它们与输入输出阻抗的对应关系如下,回波损耗与S11 的关系如下,RL = - 20log|S11|其中Z0 是传输线的特征阻抗。从公式中可以看出回波损耗完全由输入输出阻抗与传输线特征阻抗是否匹配决定。除了要使用正确的匹配元器件值,高质量的PCB 走线对阻抗匹配也至关重要,因为信号走线上寄生的电感电容会影响阻抗,不适当的过孔、拐弯、线宽等都会影响走线阻抗。一些基本的高速信号PCB 布线原则列举如下:采用高质量的BNC 接头低质量的BNC 接头的阻抗可能与要求的75 欧姆相差甚远微带线的设计和制造必须保证高精度微带线的阻抗与线宽和PCB 制造工艺直接相关SDI 信号线应尽可能的短且直短线有更少的寄生电感电容值,对阻抗的影响更低,且长度相对于信号波长越短,反射波对正向波的影响越低弯曲的走线有不连续的宽度,导致不连续的阻抗,从而导致反射匹配电路采用高Q 值的射频电感电容普通电感电容在高频下的感值或者容值与标称值相差甚远,导致实际阻抗与标称阻抗相差甚远匹配元器件尽可能的靠近IC 管脚不要有过孔4. 电源设计建议SDI 对眼图、抖动、噪声等有严格的要求,低噪声低纹波的电源设计方案对SDI 信号链路非常重要。图7 是一个典型的线缆驱动器的应用原理图,可以看出电源Vcc 是通过一个75 欧姆的电阻与输出端直接相连的,因此电源上任何的噪声和纹波都会直接耦合到输出信号端。 SMPTE 规范了输出电压幅度典型值是800mV, 一个3G SDI 经过200 米的电缆传输后最多可以被衰减50dB ,而低频的电源噪声和纹波在经过长电缆以后几乎没有衰减,这意味着SDI 信号幅度在经过电缆传输以后可以低至几mV,这与电源噪声和纹波已非常接近,此时电源将大大恶化SDI 的信噪比。因此,电源噪声和纹波必须很低,建议采用低噪声的LDO(如TI 的LP3878)给所有SDI 器件供电,而不是直接采用DC/DC。图 7 SDI 器件对电源的要求5. 总结SDI 由于具有高清晰度,传输时延小,升级改造原有模拟视频监控网络容易等巨大优势正越来越被安防市场认可并采用,国内外主流的安防设备厂商都已经有非常成熟的从摄像头前端、中继、切换、分发、后端图像处理、识别、存储等环节的全套SDI 解决方案,并已成功应用于银行、交通、平安城市等各行各业,SDI 替换部分IP 监控网络和模拟视频监控网络是大势所趋。TI 在SDI 技术应用之初就为客户提供了优秀丰富的全套SDI 传输方案,并得到市场的广泛认可。我们在深刻理解了SDI 相关器件的工作原理,正确地选择合适的SDI 器件,合理地PCB 布线和电源设计,依托TI 强劲的产品和技术支持,就可以设计出高质量的SDI 产品。6. 参考文献1. Zhang Keqian, Li Dejie, Electromagnetic Theory in Microwaves and Optoelectronics2. LMH0346 datasheet, Literature number SNLS248I3. LMH0302 datasheet, Literature number SNLS247F立即加入德州仪器技术社区

    时间:2018-10-03 关键词: 德州仪器 视频监控 sdi PCB 电源 电源技术解析

  • 谁是动力电池市场的“王者”?

    谁是动力电池市场的“王者”?

    电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。   工作原理:蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶(Road)。 全球电动汽车持续升温,各大厂家争先恐后地投资研发。作为其核心,全球范围内来看,主流电动汽车和最具代表性电动汽车的动力电池技术都是哪些厂商提供的呢?动力电池的核心技术掌握在哪些厂商的手中呢? 松下     松下是特斯拉电动汽车的独家锂电池供应商,也是世界知名的电池制造商。特斯拉的电池组件相对便宜(虽然可以找到更便宜的锂电池,但是功率及热性能不是很好)。据悉目前双方正在美国建设面向纯电动汽车蓄电池的超级工厂,通过提升电池技术和分摊电池规模化生产成本来进一步降低电池的整体成本。特斯拉MODEL S的电池为松下生产的18650型产品,电池组容量高达85千瓦时,实际上这个电池组由8142个3.4安时电池组成,日本住友化学为松下提供用于生产锂电池的耐热隔膜。 AESC     AESC是日产汽车和日本NEC的合资公司,日产Leaf(聆风)采用了AESC的电池,其电池单元在日本座间工厂生产,之后运到追浜工厂组装成电池包。与镍氢电池相比,AESC的锂电池可提供近两倍的电力容量,而其独特的层压式结构,也让锂电池模组的体积更为轻巧实用。同时,NEC开发的锰金属制成的电极,拥有更佳的稳定性,片状结构也有助于散热效能。据悉,在真车行驶实验中,不但电池的安全性得到了验证,还实现了行驶100000公里以上的超长使用寿命。 LG化学     LG化学以石油化学、信息电子材料、二次电池等三个事业为中心,雪佛兰Volt沃蓝达汽车就是使用了韩国LG化学研发的三元锂离子电池。该电池单元采用层压型设计,共配备了192个电池单元。为了提高散热性,以两个层压型单元为一组,在这两个单元之间配置散热板,制成“单元群”。配置方式采用了现行的安装于中央通道和后座下方的T字型方式。LG化学公司还为雷诺Zoe电动车、雪佛兰斯帕可、福特福克斯电动车、沃尔沃V60和XC90T8插电式混动车等车型提供电池技术。 三星SDI     三星SDI(中国)是指中国三星的显像管生产部门,由于显示技术液晶化,目前转行生产锂电池包(battery pack),三星SDI将中国市场视为全球汽车电池市场上最重要的市场之一,为了在高速发展的中国电动汽车市场抢占先机,在众多国际电池制造企业中,三星SDI率先在中国建成了专门生产汽车动力电池的工厂,并投入批量生产。 早在2014年8月份,三星环新(西安)动力电池有限公司(简称“三星环新”)的汽车动力电池项目在西安开工建设,将成为全国最大的汽车动力电池生产基地。 于2015年10月份竣工的三星SDI西安工厂拥有年产4万台高性能汽车动力(纯电动EV标准)电池的最尖端生产线,生产线涵盖了生产汽车动力电池单元与模块的全工艺流程。正式投产的西安工厂不仅向现有的国际OEM企业供应电池,三星环新与东风襄阳旅行车有限公司签订了新能源汽车绿色供应链战略合作协议书。三星SDI还向郑州宇通客车、北汽福田供应电池。目前已与中国本地十余家商用车及轿车企业签署了供应动力电池的协议,并已开始供应产品。 江森-萨福特 JohnsonControls-Saft     美国江森-萨福特(JohnsonControls-Saft)由美国江森自控和法国Saft公司合资组建,主要从事锂离子汽车电池的开发和制造,工厂位于法国那萨科(Nersac)。作为世界上首款搭载锂电池的量产混合动力车型,奔驰S400混合动力车也是值得一提的,它真正意义实现了“绿色豪华”。该车就使用了来自江森-萨福特的动力电池。奔驰S400混合动力车搭载的锂离子电池拥有很高的能量密度、更大的电力效率,使发动机舱内的布局和主要内部空间保持不变,而更轻的重量也可以使整车前后重量分配比更容易达到最优。 比亚迪     作为中国电动汽车的代表之一,比亚迪电动汽车原来一直采用自行研制的磷酸铁离子电池,因为其热稳定性是目前车用锂电池中最好的,但近两年开始在部分新车型上逐步扩展三元锂电池的使用。众所周知,比亚迪最早研究锂电池就是从磷酸铁锂入手的,而且数年来一直坚持使用磷酸铁锂电池并取得了非凡的成就,是其在电动汽车领域遥遥领先的基础,但是随着技术和市场的发展,比亚迪需要快速在三元锂电池上重新建立领先优势。 纵观整个市场,一个很有意思的事情是,虽然电动汽车市场越做越大,但动力电池市场却相对越来越集中——松下、LG化学和三星SDI这三大巨头占据了很大的市场份额。此外,值得一提的是,日本和美国的相关企业,在燃料电池领域站在了绝对上游的位置。在产业链完善方面,日本和美国企业也更加成熟,从底层研发到生产配套,再到品牌包装,均有专业的厂商在做。   相应地,中国自主品牌电动车的相关技术也大都借鉴于此,比如有的国产电动车的电池来自日本TDK,也有使用三洋技术的,这有点类似于自主品牌汽车的发动机早前广泛依赖国外技术一样不过随着电动汽车的市场化步伐越来越快,动力电池的竞争也越来越激烈,5年之后的市场格局,还真难说一定会怎样,我们拭目以待!

    时间:2017-05-12 关键词: 松下 三星 sdi lg化学 动力电池

  • 三星索赔SDI 只因note 7爆炸事件

    三星索赔SDI 只因note 7爆炸事件

    据外媒报道,去年三星Note 7的燃损事故,调查后确定电池是罪魁祸首,而这些电池中,大部分都是三星子公司SDI供货的。对此,三星向SDI索赔,两家公司在赔偿数额上却一直未能达成一致。 据悉,SDI最近遇到了财务问题,它们想让三星降低赔偿金额。去年,受Note 7燃损事故和车用电池销售不利的影响,SDI营业亏损达8.26亿美元。 春节过后,note 7爆炸事件的余波刚刚平息,S7 edge燃损事件再次三星重回大众眼前。 3月7日,有微博网友爆料称,河南华北水利水电大学某女生的三星S7 edge 于3月4日在宿舍充电时爆炸。该事故机主的手机是去年九月买的,至今使用不足半年。 据宿舍女生反映,当时她们还在睡觉,闻到了一股糊味,赶紧坐起来后看到了火光,手机嘭地一声爆炸了,女生被褥被烧焦。三星客服回应称,目前三星相关部门已经在处理,具体如何处理暂时未公布。 同一天,据英国媒体报道,英国一位33岁女子Georgie Tufnail,因三星S7手机发生过热,被烧伤左乳并感染,目前正接受抗生素治疗。 此外,作为note 7爆炸事件的受害者之一@不老的老回也在其微博不断爆料有关S7爆炸的消息。 事故不断发生,公司掌门人深陷政治漩涡,三星,这次又该怎么回应?

    时间:2017-03-23 关键词: 三星 sdi 爆炸 新鲜事

  • 三星电子向旗下的电池供应商SDI公司提出赔偿请求

    三星电子向旗下的电池供应商SDI公司提出赔偿请求

    近日,三星发布了GalaxyNote 7爆炸原因的调查报告,三星认为手机本身没有什么问题,导致手机爆炸的原因是电池的设计和制造问题。基于此,三星电子向同属三星集团旗下的电池供应商三星SDI公司提出赔偿请求,但两者之间的谈判并不顺利。 据知情人士称,三星电子与三星SDI的赔偿谈判已经停滞,两个兄弟公司似乎没有达成协议。三星SDI要求减少赔偿总额,但三星电子并未答应。 由于Note 7爆炸事件所带来的损失以及汽车电池在中国市场的差劲表现,三星SDI很可能无法满足三星电子的赔偿要求。 消息人士称:“考虑到两家公司的亲密关系,三星电子可能会降低赔偿金的数目,但一切还不确定。”三星SDI发言人拒绝对此发表评论。  

    时间:2017-03-22 关键词: 三星电子 sdi 电池 note 7 趣科技

  • 三星Note 7爆炸门后,旗下SDI转型车载电池?

    尽管三星Note 7电池爆炸事件对三星影响非常巨大,但生产相关电池的三星SDI公司仍继续加紧新品研发,据悉Galaxy S8仍会继续使用三星SDI的电池产品。在今年的底特律北美国际车展上,三星 SDI 又公开展示了一款电动汽车的电池原型,除了可提供 600 公里的续航外,公司对其电池技术又进行了一次升级,新款电池据称可在 20 分钟内充满 80% 的电量 对于那些需要出远门的电动汽车车主来说,相当于近 500 公里的行程。这一技术将大大缩短他们行车途中停下来等候车子充电的时间。 不过这一电池还不能在短期内投入商业应用,公司称该电池的大规模商业化生产预计要等到 2021 年。

    时间:2017-01-11 关键词: 三星 sdi 汽车电池

  • 三星SDI电池与特斯拉对手Lucid Motors签下电池供应协议

    三星SDI电池与特斯拉对手Lucid Motors签下电池供应协议

    在经历了NOTE 7爆炸门后,SDI电池还能签下硅谷电动汽车创业公司,这不得不说三星的厉害。相比于特斯拉同松下一起造超级电池工厂,Lucid Motors电动汽车的方案更简单粗暴,不过特斯拉画的饼更大一些——建造一个能源帝国。 硅谷电动汽车创业公司Lucid Motors周二宣布,公司已与三星SDI达成战略合作,后者将担任公司的主要锂离子电池芯供应商。双方并未披露交易条款。双方在一份联合声明中称,他们将在下一代圆柱形电芯上展开合作,这些电芯“在能量密度、功率、日历寿命以及安全性等指标上超过当前性能基准”。而且,这种电芯能够承受频繁的快速充电,后者一般会影响传统锂离子电池的性能。 Lucid展示的原型车 “三星SDI新电芯展现出的突破性电池寿命将为我们的客户带来实际效益,尤其是日以继夜运营地打车服务公司,”Lucid首席技术官彼得·罗宾森(Peter Rawlinson)在一份声明中称。 在跳槽至Lucid为其开发高科技电动轿车之前,罗宾森担任特斯拉汽车总工程师,在Model S开发过程中发挥了重要作用。一周前,Lucid宣布计划在亚利桑那州投资7亿美元建设一家汽车工厂,生产马力达到1000匹的高端电动跑车。如果Lucid能够筹集到建立工厂所需要的资金,完成其中型豪华车的开发工作,那么他们就将从2018年年底开始交付汽车。 对于三星SDI来说,与Lucid达成的合作是一个好消息。由于与锂离子电芯相关的问题导致Galaxy Note7过热起火,三星电子近几个月一直疲于应对。而三星SDI恰好是问题电池的主要供应商。起火事件导致三星损失数十亿美元,损害了该公司作为全球最大智能机制造商的声誉。 Lucid总部位于加州门洛帕克,今年10月更改了公司名称,原名为Atieva。Lucid的目标是打造一款续航里程达到400英里(约合644公里),时速从0加速到60英里(约合96公里)需要大约2.5秒的纯电动跑车,从而与特斯拉以及其他豪华车品牌一较高下。Lucid的原型车要比特斯拉Model S小一些,但是内部同样宽敞。 罗宾森在去年11月接受采访时称,公司将在今年上半年展开新一轮融资,以完成首款车型的开发,并开始在亚利桑那州卡萨格兰德建设工厂。

    时间:2016-12-07 关键词: 三星 sdi 电池 电动汽车 新鲜事

  • 罗德与施瓦茨公司推出首个同时支持SDI和IP的视频板卡

    罗德与施瓦茨公司的新的视频板卡R&S Prios IP是为所有专业视频和数字电影领域的OEM客户所设计的。R&S Prios IP 提供传统的SDI接口并且针对Video over IP 提供10G以太网接口,它可以被用作4个独立的高清1080p60的通道,也可以被用作一个4K超高清60P的通道。R&S Prios IP 是罗德与施瓦茨视频板卡家族的新成员,公司的视频板卡已在专业视频领域的应用有很大范围的覆盖。 R&S Prios IP 是罗德与施瓦茨公司的新的视频板卡,因它的多功能和高科技而备受关注,它能够提供同时采集和播出4个独立的高清通道或者1个4K超高清通道。   Prios IP 被设计为用最多4个可插拔的SFP模块来作为SDI接口,每一个SFP提供两个SDI 接口,两个SDI模块可以用10G以太网模块来代替,这使得R&S Prios IP 与先进的Video-over IP技术相兼容,目前支持的协议有SMPTE 2022数据交换和SMPTE2059 信号同步。 数据以无压缩的形式基于SMPTE2022-6来传输,在必要的场景下,SMPTE 2022-5的前向校错机制可以增补IP数据包的丢失,还支持SMPTE2022-7 IP 数据包信号无缝路由切换保护,在未来还计划支持其他协议。 R&S Prios IP 是针对专业的电影和视频领域的OEM客户而设计的,他们可以将此卡集成到他们自己的产品中。Prios IP的高灵活性可以使客户按照需求将他们的产品在纯SDI信号、SDI与IP混合的系统中自由配置。SDI 和IP的组合能够使上层应用将传统视频技术与最先进的IP技术相联系,例如多个SDI的摄像机可以被连接到板卡上,它的信号可以被转换为IP进入到IP网络中被相关基于IP的录制设备或者远程编辑工作站所运用。 尤其虚拟演播室的应用得益于低延迟的快速PCIe 3.0 x8 总线,四个仅以一半长度设计的SFP模块使得R&S Prios IP 极其紧凑,这导致以前对于复杂的多接口的应用场景需要多个板卡接口,现在可以用Prios IP在一个服务器上实现。 R&S Prios IP 的软件开发工具集与成熟的Atomix 视频板卡产品线相兼容,支持R&S Atomis的软件可以稍做修改后去支持 Prios IP。 R&S Prios IP 灵活的将SDI 与IP 技术相结合,它对于任何在专业视频领域想从SDI 平滑的转换到IP的客户都非常有用,这个视频板卡覆盖了SDI 和IP 领域的所有功能。 罗德与施瓦茨公司的 Prios IP 视频板卡针对SDI 版本将会在2016年年底正式发布,在2017年会对Video-over-IP功能进行改造。

    时间:2016-09-13 关键词: sdi r&s 视频板卡

  • TI推出业界首款支持基于串行数字接口 (SDI) 和互联网协议 (IP) 的4K视频的电缆驱动器

    21ic讯 近日,德州仪器 (TI) 推出了业界首款支持基于串行数字接口(SDI)和互联网协议(IP)的4K视频的电缆驱动器LMH1218。此次推出的产品兼容千兆以太网 (GbE) 协议,还支持未经压缩的4K超高清 (UHD) 视频传输。LMH1218可以帮助设计人员能够用单个组件灵活设计用于SDI或互联网协议 (IP) 格式的视频基础设施设备。 LMH1218特有集成型重定时器,在楼宇内部和长距离传输网络上,支持同轴电缆和光纤介质上未经压缩的视频传输。与同类竞争解决方案相比,这款器件节省了高达40%的电路板空间,这样高的集成度简化了诸如广播视频路由器和交换机、数字标牌、测试和测量设备、医疗成像、以及安防和监控设备等应用的设计。 LMH1218的主要优点: l 传输灵活性:支持基于SDI和IP的视频基础设施,从而使设计人员能够使用单个器件用于其中一种输出, 或者设计同时支持两个输出选项的终端设备。 l 降低系统复杂性:有了集成的无基准运行重定时器,无需外部组件即可实现光纤或同轴电缆介质上的数据传输。同类竞争解决方案则需要两个或更多器件来支持每一种介质类型。 l 高数据传输速率:在单根同轴电缆上传输速率高达12Gbps,以60p的帧率实现4K超高清 (UHD) 分辨率。 l 低功耗:功耗典型值为300mW,比电缆驱动器和重定时器的分立式解决方案的功耗平均低30%。 l 电路板诊断:眼图监视器函数标定进入的信号并检测垂直和的水平眼图张开,从而提高系统可靠性。 Blackmagic设计公司CEO Grant Petty表示:“由于广电及传媒公司和视频专业人士更加倾向于使用60p帧率并制作更多的4K分辨率内容,升级SDI基础设施就尤为必要,使单条电缆的数据传输速率达到12Gbps,以实现4K未经压缩视频传输。 TI生产的LMH1218电缆驱动器的集成性能正在帮助我们迅速设计和改进12Gbps SDI产品,我有些迫不及待地想看看全新的内容了。特别是在目前广电及传媒公司开始接受和使用60p帧率的情况下,实现12Gbps SDI数据吞吐量将使广电公司从业人员能够打造一个高效4K工作流程来处理60p帧率。” 为设计提速的工具和支持 LMH1218评估模块 (EVM) 使得设计人员能够迅速而又轻松地评估器件特性和性能。 工程师们可从德州仪器在线技术支持社区板块中获得支持,在这里, 他们可以搜索解决方案,获得帮助,与同行工程师和TI专家们分享知识和解决难题。 供货情况与封装 采用4mmx4mm四方扁平无引线 (QFN) 封装的LMH1218现已在TI Store提供样片。

    时间:2015-04-09 关键词: TI sdi 数字接口 4k视频

  • 基于SDI接口的实时图像增强显示系统

    摘要:为了改善实时图像输出质量,研究基于SDI接口的增强显示系统软硬件设计。利用模块化思想提出一个基于SDI接口输出的硬件架构,以FPGA作为处理核心,通过2片SRAM的双缓存结构实现图像的乒乓控制,使输出图像满足SDI接口协议。在此提出了灰度拉伸、伪彩色处理以及画幅缩放3种实时图像增强算法。通过实验测试,系统工作稳定、实时性好,加入增强算法后图像对比度增强,极大增强了人眼的视觉效果。 关键词:SDI;模块化;图像增强算法;伪彩;画幅缩放 0 引言     SDI接口(Serial Digital Interface)是直接通过采用数字化的方法对视频信号进行控制、处理和传输,将数字视频或者音频信号按有效行场方式通过单芯同轴电缆传输,而后将数字信号直接接入后续的处理系统,避免传统的模拟信号因A/D和D/A转换带来的图像细节和质量损失,也使得设备间的交互变得更加简单方便。SDI接口传输速率高、适应性强、即插即用、对环境要求不高以及应用范围广等特点,目前SDI已经作为国内很多战略靶场军工图像设备的一种协议标准。     目前在民用方面,SDI接口作为一种标准视频传输接口已被世界上多数视频设备厂商接受并采纳,涉足数字摄像领域、电视电影及专业的演播室等领域。世界知名的索尼、松下等公司生产的视频设备均支持SDI接口协议。 1 系统硬件结构     系统结构如图1所示,主要由Camera Link接口、千兆网接口、大容量SRAM存储器、FPGA芯片、SDI接口芯片以及SDI接口监视器等构成。这里FPGA是整个系统的核心逻辑,采用XILINX公司的V2系列XC2V4000FFG1152芯片,该芯片有1152个IO引脚,4 MB的系统门单元,120个乘法器,12个数字时钟管理器,824个用户可定义IO,120x18 b的块RAM。丰富的硬件资源给输入图像的显示和增强处理提供了可靠保证。该系统的基本工作过程首先接收Camera Link接口或千兆网接口的图像数据,经过专用接口转换芯片将数据转换成TTL或者CMOS格式,传送给FPGA,在FPGA内部经过实时图像处理、协议转换,输出符合SDI接口芯片的数据,经过接口芯片的并串转换,实时输出SDI标清图像数据。     这里FPGA的主要工作原理如图2所示。在该模块中,系统上电后首先完成对SDI接口芯片工作寄存器的配置,从而完成对其工作模式的选择;然后需要完成输入图像数据接口到接口芯片的行场时钟协议转换以及数据到YCbCr格式转换,这里采用FPGA对双缓存的控制完成格式转换,本文应用画幅缩放、灰度拉伸和伪彩色处理实现图像增强处理,这在下一节做具体描述。 2 图像增强算法 2.1 灰度拉伸算法     现在很多相机都基于CameraLink接口和千兆网接口,它们的输出数据位存在8 b,10 b和14 b等多种情况,本文在系统设计时做了智能处理,通过上位机RS232串口向该系统转换模块发送一个命令信号,告知系统输入端的灰度数据位数和系统输出端的数据位数,从而使算法实现不同的灰度拉伸。由于一般的监视器只能显示8 b灰度的图像数据,SDI信号有8 b和10 b两个差别。对灰度图像做一个线性拉伸,不论前端输入图像数据是多少位,可以利用该算法将图像数据映射到8 b和10 b空间,即下面介绍的拉伸处理。这里以输入图像数据14 b为例,假设输入为10 b图像数据,其宏观概念是。将14 b数据空间线性映射到10 b空间。假设做灰度拉伸前的灰度值为Yi,则它的灰度取值范围是[0,16 383];灰度拉伸之后的灰度值为Yi’,它的取值范围为[0,1 023],则Yi和Yi’直接直接的映射关系为:         式中:Ymax为某帧图像的灰度最大值;Ymin为某帧图像的灰度最小值。     如果输出为8 b图像数据,则根据需要将14 b灰度转换到8 b灰度空间,线性映射关系为:         式中:Ymax为某帧图像的灰度最大值;Ymin为某帧图像的灰度最小值。     根据上面的公式可看出,在进行拉伸变换时,需要用到基本的乘除法运算,这在Xilinx公司FPGA内部实现起来较困难,最为常用的做法是调用FPGA内部的乘除法IP核,这样可以极大提高FPGA的工作效率。根据上面的公式,若想实现算法,还需要知道当前帧图像数据的灰度最小值和最大值。FPGA工作是以时钟为基础的,具有实时性,如果想获得当前帧的灰度最值,需要对图像数据进行缓存处理,然后二次提取最值。在程序实现上,为了简便起见,在此利用前一帧数据的灰度最大值和最小值来代替当前帧的最大值最小值。这样对当前帧遍历求取最值,然后应用到下一帧图像中去,这里认为前后帧相关性比较大,不会对算法造成很大影响。 2.2 伪彩处理     经黑白相机输入的图像数据经过协议转换处理后得到的是SDI接口视频YCbCr格式中亮度Y分量,这时将CbCr在程序里填充80h,就构成YebCr信号,而后用于输出显示,为了增强显示效果,颜色更加能丰富人眼的视觉效果,下面给出一个算法将灰度转换为伪彩色。     实现伪彩处理,通常是把当前像素灰度值作为存储地址查找RGB伪彩码表,将码表中对应的RGB三色值用RGB转换到YebCr彩色区间,而后输出伪彩图像。在FPGA里实现的基本方法是最大限度地利用FPGA的IP核,将RGB码表写到FPGA的内嵌RAM核里,在程序中依次遍历查找表和计算下面的公式计算出相应的CbCr值并且输出。     R=1.164(Y-16)+1.596(Cr-128)     G=1.164(Y-16)-0.813(Cr-128)-0.391(Cb-128)     B=1.164(Y-16)+2.018(Cb-128) 2.3 画幅缩放     图像的画幅缩放也被称为图像重采样,它是视频处理中的一项重要技术。在SDI显示输出模块中,由于标清SDI显示画幅分辨率是720× 576,前端输入CameraLink或者其他接口的图像分辨率随机,所以必然会用到图像画幅缩放,否则,如果图像分辨率超出SDI的这个范围,就会导致显示不全,如果分辨率小于这个范围,就会导致有黑框,直接影响后续的显示效果。     目前画幅缩放的算法种类繁多,但基本方法都是插值运算方面的算法,例如最近邻插值、双线性插值以及立方卷积插值算法等,但最近邻插值算法在亮度变化比较快的图像边缘比较粗糙;立方卷积插值算法非常复杂而且运算量大,不满足实时处理条件。同前面2种插值算法比较,双线性插值算法运算量少、实时性高,适合于在FPGA内部实现。     如图3所示,假设原始图像中的某点(x,y),则相邻的右侧和下方像素点位置为(x+1,y),(x,y+1),(x+1,y+1),假设它们的灰度值分别是P1,P2,P3,P4,在水平方向和垂直方向上的位移都是单位1,并假设待插入点的位置坐标为:(x+dx,y+dy)。     那么根据双线性插值算法原理得到插入点的灰度值为:     P’(x+dx,y+dy)=(1-dx)(1-dy)P1+dx(1-dy)P2+dy(1-dx)P3+dxdyP4     化简后得到:     P’(x+dx,y+dy)=P1+(P2-P1)dx+(P3-P1)dy+[(P4-P3)-(P2-P1)]dxdy     从上式看出,当知道待插值点的偏移距离dx和dy后,那么该插值像素点的灰度值可根据周围的4点得到。该系统中的画幅缩放处理正是采用双线性插值算法,其在FPGA内部实现的具体功能如框图4所示,主要由数据缓存单元、双线性插值单元、插值系数控制单元组成。     在实现图像缩放算法以前,首要算出图像的缩放因子k。这里以一行图像为例,以单位长度“1”表示相邻2个像素的距离,图像缩放前的分辨率为A×1,图像缩放后的分辨率为B×1,则缩放前后的图像的像素缩放因子k=B/A。例如,分辨率为640x512的图像缩放为720x576的图像,则在水平方向上缩放因子k=1.25;垂直方向上的缩放因子k=1.125;根据不同的情况,在水平、垂直方向上的缩放比例因子不同。     根据图4和插值的运算公式,每经过一个像素时钟,插值系数dx,dy需要实时提供给插值运算模块,这就要求FPGA时序同步,并且FPGA各个功能模块能够有效配合。 3 实验结果及分析     将硬件系统和相机连接,该相机基本参数是320x256分辨率,14 b像素深度,帧频25/50可调。通过PC机的RS 232串口连接转一个转换设备,使之满足RS 422差分协议,以便发送命令给硬件系统和返回硬件系统状态。     FPGA程序采用模块化方式,分为图像采集输出模块、双缓存控制模块、通信控制模块、伪彩处理模块、灰度拉伸模块、画幅缩放模块和SDI时序生成模块,其中伪彩处理模块、灰度拉伸模块和画幅缩放模块通过RS 422接口发送不同的指令给FPGA,就会触发相应的模块工作,具体FPGA初始化过程中软件工作流程如图5所示。     SDI输出显示采用JVC公司专用的SDI监视器,和电路板之间用75 Ω的同轴电缆连接,系统工作后测试了相应功能,并将图像显示在监视器上,图6是显示的未通过任何增强处理的7~14位图像。     图7是显示的经过灰度拉伸处理的图像,将14位拉伸成8位。     图8是经过拉伸处理后再经过伪彩色增强处理的图像。图9是经过伪彩色增强处理的拉伸图像再进行画幅拉伸使之全屏显示。 4 结语     本文设计了一种基于SDI接口输出的图像显示系统,在FPGA里面封装了灰度拉伸、伪彩色处理以及画幅拉伸增强算法函数,几种算法可以单独调用,也可以串行一块工作。实验结果表明,该系统可以很稳定地将Camera Link接口或者千兆网口输入图像经协议转换为标清SDI输出,并可以把灰度很低的图像进行对比度增强,极大增强了人眼的视觉效果,由于SDI转换协议以及各个增强算法都在FPGA内部实现,完全可以达到资源优化利用和实时性要求。 

    时间:2013-10-23 关键词: 图像 sdi 接口 显示系统 基于 实时 增强

  • 基于FPGA的ASI/SDI码流播放器的设计与实现

    摘要:随着数字技术的发展,数字产品的普及,各种数字电视工作人员专用测试工具不断被开发。针对码流播放器的市场需要的目的,采用基于FPGA的系统架构的方法,结合硬件及软件设计等方面内容,文中详细介绍了一个包含码流录制、码流播放、码流分析等多种功能的ASI/SDI码流播放器的设计与实现的过程。 关键词:码流播放器;ASI/SDI;FPGA;USB2.0;动态加载     在各种测试工作中,码流的传输是必不可少的,常用的接口有:异步串行接口(ASI)、串行数字接口(SDI)、同步并行接口(SPI)、同步串行接口(SSI)。其中,ASI与SDI接口因为连线简单(只需一根同轴电缆线传输),传输距离长,抗干扰能力强,输入反射损耗较小等原因被广泛应用为码流的传输接口。     PC机是各种测试过程中最常用的测试工具,作为PC机最常用的接口的通用串行总线USB,因为标准统一,支持热插拔,可连接多个设备等优点,逐渐成为测试工具的常用接口,若能实现USB接口与传输码流的ASI/SDI接口的连接,将给数字电视测试工作带来极大便利。     设计ASI/SDI码流播放器的目的是设计出手机大小的电路板,一端是USB接口,另一端是则ASI/SDI接口,通过FPGA、UB2.0等芯片实现ASI/SDI接口与USB接口之间的转换,以达到TS流的录制与播放和对码流进行分析的目的。 1 码流播放器的整体结构设计     目前,DVB-ASI接口的实现大多采用Cypress公司的CY78933和CY78923芯片与CPLD或FPGA相结合的方案,这种方法固然可以实现ASI信号的收发,但芯片费用和PCB面积的占用却是数字电视前端设备追求低成本和微型化的障碍,针对这种情况,文中设计的ASI信号接收与发送系统采用同轴电缆作为其底层物理信道,用FPGA芯片完成了CY7B933和CY78923芯片的ASI信号的接收与发送功能,可有效节约成本,降低PCB的设计难度,并可用FPGA芯片完成其他功能。     国内外绝大多数是使用PCI或PCI-E接口,只能在台式机或服务器上使用,随着PC机的微型化,笔记本电脑的普及,PCI或PCI-E接口已经无法完全满足数字电视测试工作的需求,所以本设计使用的是最通用的USB接口,大大降低数字电视测试工作的难度。     如图1所示,ASI/SDI码流播放器的设计是基于FPGA和USB2.0芯片来实现的,集成度高,方便轻巧,能在PC机上轻松实现码流捕捉,分析,监控和播放ASI/SDI数字流,现场录制和分析MPEG-2码流,还可以作为便携式的演示设备。 2 码流播放器的硬件模块设计     使用FPGA实现了CY7B933和CY7B923芯片的功能,节约了大量成本;同时,用Cypress公司的USB2.0芯片CY7C68013A替代PCI或PCI-E接口,因为传输的码率较大,理论最大值为216 Mb,FPGA内部资源RAM资源无法满足要求,添加一个SDRAM作为缓存,缓冲数据,以免丢数。     另外,由于选择了低端的FPGA芯片,在编写版本FPGA程序时发现,其内部逻辑资源较少,无法装下实现ASI和SDI的全部功能程序,而且实际工程应用中并不需要同时实现ASI和SDI的功能,故添加了一个的CPLD,实现FPGA的PS模式的动态加载功能。 2.1 均衡器/驱动器     输入前端均衡器(Equaliser)选用的GS9064是第二代的双向性高速集成电路,均衡和恢复收到的信号(75Ω同轴电缆,速率从143 Mb/s到540 Mb/s),支持SMPTE 344 M和SMPTE 259 M标准,且270 Mb/s时性能最佳。具有自动检测线长并根据信号强弱自动匹配均衡的功能,也可根据特定需要设置均衡参数。     Driver选择CLC001驱动器,CLC001是集成高速电缆驱动器,可用来传输SMPTE 259M标准的串行数字视频和ITU-TG.703标准的串行数字数据(75Ω传输线,速率高达622Mb/s)。CLC001输出功耗小,十分适合长距离高速传输。 2.2 数据处理     输入输出信号都经由差分线进入FPGA,出于成本的考虑,选择性价比较高的Altera公司生产的低端Cyclone I系列EP1C6F256C6。在FPGA内部实现ASI/SDI输入输出的控制,信号的串/并转换,码流分析,数据缓存(读写SDRAM),码流传输等功能。     因为TS流数据量较大,同样出于成本的考虑,选择在FPGA上外挂一个SDRAM,作为缓存(如果使用高性能FPGA,就可以使用FPGA内部RAM资源,但是成本较高)。FPGA程序的编写,尤其是控制SDRAM读写作为缓存的部分,是本设计的难点之一。 2.3 USB微控制器     FPGA控制的输入输出码流都经由USB2.0芯片传送至PC机。赛普拉斯半导体公司的EZ-USB FX2LP(CY7C68013A)是高集成、低功耗USB 2.0微控制器,将USB 2.0收发器、串行接口引擎(SIE)、增强型8051微控制器,以及可编程外设接口集成到一个芯片中,而且赛普拉斯研发出一个极具成本优势的解决方案,不仅能在极短时间内完成从立项到投放市场的过程,而且其低功耗特点使得总线供电应用成为可能。 3 码流播放器的软件设计     码流播放器软件系统主要包括以下4个部分。 3.1 FPGA程序功能模块     如图2所示,系统输入时钟为27 MHz,由两个PLL锁相环倍频得到270 MHz,135 MHz和两个相位差90度的337.5 MHz时钟。其中270 MHz是为ASI Transmitter提供,其余3个均为ASI Receiver所需。     ASI Transmitter模块的作用是,先进行8B10B编码,再把并行的27 MHz数据按照标准协议转成270 MHz的串行数据。     ASI Receiver模块则是ASI Transmitter的逆过程,先进行串并转换,用5倍时钟采样对数据进行校准,然后分析同步包头等信息,再进行8B10B解码,得到8位并行数据。     SDI部分与ASI十分相似,不重复介绍。     码流播放器是全双工设计,但是,因为FPGA与USB芯片之间的数据传输管脚是复用的,不能同时双向传输。所以,在FPGA与USB芯片之间需要不停的快速切换读和写(1μs切换一次),即可实现“同时”发送和接收数据。     同时发送和接收数据时,受切换的影响,速率减半,且USB接口时钟最大支持仅为48 MHz,所以当收发同时进行的时候,传输速度无法达到理论最大的216 Mbps。如果只是单向发送或者接受数据,系统会自动切换成接收或者发送模式,基本可以达到数据传输理论最大值的216 Mbps。     发送码流时,可以在上位机软件的操作界面上输入发送速率(从0到216,000,000 bps),上位机通过USB芯片,把发送速率传到FPGA,FPGA就可以按照所得速率,精确控制发送码流的速度。     为了达到码流收发的理论最大值,在FPGA上外挂一个RAM,通过对RAM的读写的控制,实现先入先出(FIFO)的缓存功能。FPGA对RAM的读写控制是编写Verilog HDL的难点之一,为了节约成本,码流播放器选择价格低、体积小、速度快、容量大的SDRAM,给Verilog程序编写增加了不少难度。相比控制简单的SRAM,DRAM每隔一段时间必须自刷新和预充,且数据线与行列地址都是复用的,切换读写时极容易出现时序上的偏差,出现写错,读错,重复读,丢数等等问题。     SDRAM上电复位后,计数器控制在200μs后,进行SDRAM初始化配置,对所有BANK进行预充,接着是多个Reflash,然后进入SDRAM工作模式设置。之后进入空闲状态,执行读写数据和自刷新等任务。     由于USB程序设置为Slave-FIFO模式,将FIFO的空满状态发送到FPGA,而FPGA作为Master,需要根据USB内FIFO的空满信号,综合SDRAM的空满状态,对读写状态进行判断,并给出读写使能。 3.2 USB收发器及控制器固件程序     赛普拉斯公司提供了非常好的程序框架,免去了用户自己编写一些通用性比较强、模式化的程序。在框架的基础上,用户只需在相应的地方写相应的代码即可完成USB工作。     码流传输因为数据量大,而且传输和接受数据上又没有带宽和间隔时间要求所以采用的是Bulk传输方式。     计算机和USB外设端点0(EP0)之间的传输是典型的控制传输,主要进行查询配置和给USB设备发送通用的命令;控制传输是双向传输,数据量通常较小,而且数据传送是无损性的。 3.3 CPLD动态加载配置程序     CPLD通过USB芯片,接收上位机传输过来的FPGA配置文件(.rbf格式),然后按照固定的时序对FPGA进行配置。需要注意的是,在动态加载过程中,FPGA的模式选择需配置为PS模式,不同的FPGA芯片之间配置模式略有不同,电位要求也不尽相同。     配置过程为:CPLD将nCONFIG置低再拉高来初始化配置;等待FPGA返回应答信号nSTATUS,检测到nSTATUS变高后,将配置数据和移位时钟分别送到DATA0和DCLK管脚;送完配置数据后,检测CONF_DONE是否变高,若未变高,说明配置失败,应该重新启动配置过程。在检测CONF_D ONE变高后,根据器件的定时参数再送一定数量(40个)的时钟到DCLK管脚;待FPGA初始化完毕后进入用户模式。 3.4 PC界面控制程序     由C#编写的控制界面,主要实现与USB芯片间的码流传输,发送控制命令,接收码流分析结果等信息,如图3所示。 4 结论     码流播放器是USB供电,无需额外电源,轻巧方便携带;能轻松捕捉,播放,录制和分析码流;精确控制码流发送速度;全双工,同时进行码流的发送和接收。     用户界面简单明了。发送时选择发送文件,再输入发送速度,点击开始即可;接收时选择存储路径和录制内容,再选择录制方式,点击开始。同时,用户界面还能实时接收到FPGA分析得到的各种码流参数信息。目前,本文所介绍的码流播放器已进入稳定性测试阶段,各项功能也在不断完善和优化中。     码流播放器的电路板仅为6 mm*9 mm,小巧轻便,方便携带;操作简单,界面友好;因为设计时严格控制成本,价格低廉,性价比高,是数字电视专业人员理想的测试工具。

    时间:2013-08-22 关键词: FPGA sdi asi 码流播放器

  • SDI急需标准化 三大技术升级较量IP监控

    标准是安防行业发展的最大问题,一款产品能否被广泛应用首先看它是否满足行业的标准和协议。正如HD-SDI一样,它是行业的新生态产品,但是若要普及应用必须满足苛刻标准。 一个行业标准的出现不仅是规范一部监控摄像机这么简单,从安防监控解决方案来看,标准的意义诠释出了很多意思。首先是布线:虽然HD-SDI可以利用同轴电缆传输高质量的非压缩图像,但是在安装过程中必须满足双线缆传输。其次,监控系统上墙;即便是连接端口符合要求,但是显示设备不一定兼容HD格式。再次,不同厂家设备之间操作方式不一样,视频编解码器和数字硬盘录像机,从前端到后端因为标准的不统一造成故障多发。 在安防行业,通用型的标准仍在探索中。同时终端用户和厂商会为了这种标准提供成熟的解决方案和应用意见。HD-SDI需要厂商在有限的时间内推出完整的解决解决方案,从前端到后端的一系列标准,让其成为在高清领域真正的替代品。 U-HDI能否解决HD-SDI的弊端 监控设备最需要的就是因地制宜,因此国内制造商和国外制造商难免会发生冲突。当然,这种冲突是建立在产品应用领域方面。正如国外网络环境覆盖条件好,因此IP监控首当其冲;国内受到带宽等多重压力,若要实现高清,既无法完全取代传统模拟又无法全部更新成IP,因此HD-SDI就是目前的中间方案。 HD-SDI并不是空穴来风,如今国内HDcctv联盟成员也不在少数,HDcctv一直处于缓慢向前的发展阶段。针对于U-HDI来说,部分用户已经感受到它的优势,作为新的传输标准,很好的解决了HD-SDI链路存在的不可避免的缺点,同时又保留了HD-SDI链路的优点。HD-SDI标准为SDI高清产品服务,等到HD-SDI真正能够吸引市场目光时,它才能够更快地发展。 高清芯片的竞争力 正如上面所说,为什么许多基于IP监控的厂商并不看好HD-SDI呢?其原因还在于摄像机内部芯片的处理问题。有人说,网络摄像机包含芯片的数字化、处理和图像压缩,但并不意味着HD-SDI需要相同芯片。但如何能够取长补短,似乎SDI还没有做好准备。 或者说,视频处理芯片是网络摄像机的专长。因为网络设备不仅可以捕获视频信息,还能够进行智能化分析,随着时间的推移,IP设备能够完成更多人们想象不到的工作。 HD-SDI零延时能否解决大范围监控 当HD-SDI的倡导者生成"传输零延迟,图像零压缩"时,HD-SDI低延时设置至关重要,IP监控用户确实看到了一丝曙光,他们把希望寄托于HD-SDI,它能否解决目前IP监控面临的问题。二者在应用领域各有所长,涉及到大范围监控时,后者的意义更为突出。目前交通监控、金融、平安城市等都采用网络监控系统。 另一方面,监控系统数字化连接是全球化的趋势,未来的高清网络摄像机将朝着更加合理的方向发展。虽然HD-SDI解决了模拟监控高清化的难题,但事实上它仍然是个封闭的系统,离不开复杂的布线和传统的安装方式。此外,HD-SDI目前最多提供200万像素或1080P的图像,这些都是它在数字化监控浪潮中发展的局限性。 当然,对于其他的限制也是显而易见的。相比较传统的模拟监控系统,不可否认的是HD-SDI能够提供更好的图像质量,但是也继承了相同的缺点。问题之一就是可扩展性:HD-SDI使用数字录像机,这大大限制了前端设备;另一个是成本:虽然它使用线缆传输,但又必须准备额外的资金取代前端设备、光端机和后端存储,价格问题仍然较为昂贵。 HD-SDI在国内市场有着它重要的地位,但是它不会成为基于IP网络监控系统的一个强有力的竞争者。IP监控系统具有更好的集成性,互操作性和灵活性。从现在开始IP监控将占据安防用户很大一个基数,而HD-SDI仍然是传统市场的选择。如果视频监控不能实现规模化,那么后者的意义更为突出;一旦实现了天网工程,那么IP监控的优势则更为突出。 竞争与互补 两个竞争又互补的技术能够为双方的制造商创造更多的机会,考虑到用户的需求后,能够激发出更好的产品。HD-SDI是IP高清的一个补充,IP监控也是HD-SDI的一个升级,如果用户想要追求更高的高清监控视觉效果,那么IP也将是一个巨大的机会。

    时间:2013-01-25 关键词: 标准化 sdi ip监控

  • "乱世"出英雄 SDI欲挑战IP高清监控底线

    怎一个"乱"字了得!如今各种高清监控产品问世,让原本就不太规矩的安防市场变得更加"混乱"。你要问今年安防市场怎么了,我想我会告诉你,是因为模拟高清和HD-SDI高清的加入,让整个高清监控市场变得更加躁动。未来的高清市场两分天下:HD-SDI和IP,当时机成熟后,SDI将携手IP在高清监控市场大展宏图。 SDI产品的确有它的魅力所在,随着HD-SDI的价格不断的降低,组网方案的不断成熟,HD-SDI还会后来者居上。这是业内人士对该产品的评价与定位。HD-SDI的标准整个照搬于广电领域,产品不存在兼容性问题难题,对于行业标准而言,目前的相关标准主要的有个HDCCTV联盟,推动HD-SDI在整个安防领域的应用。 既然提到了应用,那么就开始我们今天的话题探索。首先我们从技术上为大家解读关于HD-SDI图像传输的问题。不熟悉安防行业的人对产品技术发展似乎也模棱两可,然而一种非压缩高清视频图像的出现,让大家对这种传输技术更是晕头转向。 HD-SDI图像经过串行处理在高达1.5Gbps的HD-SDI信号来传输,可以通过光纤来解决远距离传输的问题。据天翼讯通首席工程师江工介绍,在很多用户的工程传输小于300米的情况下,可以通过技术处理,将HD-SDI信号速率降到300Mbps,这样就可以在普通的线缆上传输300米,解决了80%现场传输问题。同时搭配双绞线传输,目标将HD-SDI传输超过500米,就可以解决95%的现场传输问题。显然若要SDI产品实现远距离传输,我们并是不无计可施。 HD-SDI适应主流市场 降价是唯一出路 HD-SDI相关产品如果应用于安防领域,首要的改变,就是价格,要将价格降到现在的几分之一,才能够推动市场前进。其次安防企业要在技术上继续推动HD-SDI技术的前进,使HD-SDI可以应用于安防这个比较恶劣的环境。 针对产品的市场定位,江工提出了很好的建议,针对目前高清市场热销的网络产品相比,HD-SDI又有哪些优势和弊端呢?对比于网络产品,其优势很明显,例如:可以很方便的升级到高清,而不用改变线路;施工简单,过渡平滑;延时低。正如上面所说的市场价格战略,SDI产品高价格成为其推广应用的最大壁垒,其次配套少,上下游产业不完善,还存在组网更为复杂等弊端。 HD-SDI监控产品成展会主流 与SDI系列产品搭配 完成更好的融合 HD-SDI产品在应用上并不存在兼容性难题,和传统的系统类似,只需将所有的设备换成兼容HD-SDI的即可。例如:HD-SDI摄像头、HD-SDI光端机、HD-SDI矩阵、HD-SDI分配器、HD-SDI显示器。针对监视器而言,HD-SDI显示器非常昂贵,若要实现同样效果,可以将信号进行转换,江工建议把SDI信号专程HDMI信号,可以在普通的平板电视上显示,大大降低了客户的组网成本。 模拟转高清 HD-SDI救火 靠不靠谱? 目前,模拟监控系统仍占大多数,从模拟到数字高清的改造过程中,有人推出了HD-SDI系列产品。"多数传统工程商、用户来说,升级到高清监控,既无需增加额外的学习成本,又可节省转换为网络监控所增加的一些间接成本。"针对这样的高清监控系统改造方案在理论上是可行的。但是从实际应用来看,似乎却存在着很大的困难。 据江工介绍,因为接口和线缆的质量根本达不到HD-SDI的要求,所以实际传输的距离根本达不到理论上的100米距离。实际上能达到60-70米的距离已经算是非常不错的了,这就限制了很多现场的应用。而且因为HD-SDI的速率高达1.5Gbps,当接头质量不好的时候,只要动一动线缆,图像就会断掉。所有这些就会大大影响HD-SDI的现场应用。 天翼讯通在HD-SDI在安防领域有较深的研究,目前已经找到了较为合理的解决方案,将HD-SDI的速率降到300Mbps左右,而不影响图像质量和延时。速率降下来以后,经过测试,可以将HD-SDI信号传输到300米远的距离而没有任何衰减,而且无论怎样震动线缆,图像都不会断掉。这就解决了HD-SDI的安防领域的实际应用。 HD-SDI高清解决方案大不同 传统矩阵升级 混合矩阵受追捧 HD-SDI监控系统一改传统与IP 监控系统,因此在配套的产品设备上也必须要做出升级,除了接口等硬件设备外,更重要的是内部软性的升级改造。传统矩阵需要升级至兼容HD-SDI矩阵,做混合矩阵或者纯HD-SDI矩阵。这种改变必须进行,才不能被市场淘汰。 广电HD-SDI应用安防领域水土不服? 广电领域与安防领域的HD-SDI虽然都是同一标准,但是在应用上却有着天壤之别。HD-SDI可能在广电的应用上轻而易举,但是如果纯粹的搬到安防领域应用,没有这么容易。二者的环境差很多,说的通俗一点,就是差不差钱。广电的应用都是高端,不差钱,从接头到线材都可以选用高端产品,这样对于高速的SDI信号传输来说,就更有保障。但是在安防行业来说,这个就大不一样,很差钱,接头以及线缆都是便宜货,价格相差广电能达10倍以上,这对HD-SDI信号的传输来说是致命的。所以在广电领域用的很欢实的HD-SDI,在安防领域就会有点水土不服。

    时间:2013-01-12 关键词: 高清监控 sdi

  • 基于BNC连接器的TI SDI传输方案

    摘要   由于SDI 的高清晰度、传输实时性等优势,最初应用于专业视频广播领域,近年来正越来越多的被安防领域所采用。但由于SDI 的数据传输数据率高,存储数据量大等特性,对部分原来采用IP 网络高清监控方案的安防从业者而言,在设计、应用等方面还存在一定的难度。为了帮助读者更全面地了解和设计SDI,本文介绍了如何选择适当的SDI 信号链器件,如何设计高性能的SDI 信号链,介绍了均衡器、电缆驱动器、重定时器的基本工作原理,PCB 布板和电源设计的建议以及TI 在SDI 领域的具体方案。   1. SDI 简介   SDI,串行数字接口,是用来传输标清、高清、3G 高清等无压缩数字视频信号的一个标准,当前最流行的SDI视频格式如表1所示。由于SDI具有高清特性,时延小,还可以重复利用已布网的模拟视频电缆等优势,正逐渐地被安防、监控等领域广泛采用。目前市面上SDI相关设备主要是SDI延长器、分配器、矩阵、多画面分割、编解码器、SDI光端机、DVR等。   相对于传统的IP监控网络,SDI的优势是非常明显的:   在图像清晰度上SDI有无可比拟的优势   高清不仅仅意味着高的分辨率,还必须在超宽动态、白平衡、信噪比、亮度、对比度、锐利度等方面有优秀的表现。IP网络监控视频由于经过编码压缩,在上述图像质量、图像细节等方面都远不及无压缩的SDI.   SDI传输实时性强   SDI信号的传输不经过压缩环节,没有处理时延;不经过IP网络,不受网络时延的影响。   从模拟监控系统升级至SDI可以重复利用已有的布线系统   SDI也是采用同轴75欧姆的电缆和BNC接口,可以方便快捷的从传统的模拟监控系统升级至SDI,而无需像IP网络那样须重新布置网络,这种特性在模拟监控系统的升级改造中具有巨大的优势,因为施工改造IP网络对很多建筑而言是不允许的。   另一方面,SDI也有缺点,比如现阶段成本较高,数据存储量大,远距离传输设计难度较大等,但随着SDI被市场逐渐地广泛采用,上述缺点都会逐渐弱化。   2. SDI 器件的工作原理及TI 相关产品简介   图1 是一个典型的SDI 输入、输出和处理的应用框图,TI 能够提供相应的全套SDI 传输方案,它们分别是均衡器、线缆驱动器、重定时器、交叉开关矩阵、视频时钟、显示驱动、存储驱动和电源。   图1 典型的SDI 应用   2.1均衡器   信号的高频成分经过PCB 走线或者电缆传输后相对于信号的低频成分会被衰减得更多,此现象被称为趋肤效应,它会破坏高速信号的信号完整性,使其眼图关闭并增加信号抖动。为了补偿趋肤效应,人们发明了均衡器、预加重器、去加重器来补偿传输线频率响应的不平坦性。图2 是一种传输线和均衡器的频率响应图,传输线模型在高频处会衰减得更多而均衡器在高频处有更高增益,将均衡器的高频增益设置成适当的值,传输线和均衡器串联后会形成在全频带内大致平坦的频率响应。   通常预加重器和去加重器用在高速数字信号传输的发射端,均衡器用在接收端,但在SDI 链路中只在接收端采用均衡器,且一般是自适应均衡器,而在发射端不采用预加重或去加重,因为SDI 设备间可能通过用户定义的任意长度的同轴电缆来连接,任意一个固定的均衡或者预/去加重值都无法灵活地满足各种电缆长度,且业内还没有自适应的预加重器和去加重器。另外,SDI 设备必须即插即用,不允许客户在应用现场手动设置合适的均衡值来得到最佳的电缆传输特性。 因此只有自适应均衡器是理想方案,自适应均衡器可以自动检测信号质量而相应的设置最佳的均衡值而得到最佳的传输通道频率响应。   图2 传输线和均衡器的频率响应   图3 是均衡器的使用效果图,可以看出高速SDI 信号经过一段电缆或者PCB 走线后眼图和抖动性能被均衡器显着改善。   图 3 均衡器的使用效果   TI 提供支持SD、HD、3G SDI 全系列的均衡器,如表2 所示。   表 2 均衡器   其中LMH0394 是一款极高性能的均衡器,它的竞争性分析如图4 所示,传输距离很长且功耗很低。   图4 均衡器 LMH0394 竞争性分析   2.2重定时器   SDI 重定时器是用来自动检测输入信号类型,调整自身的PLL和CDR电路而恢复和整形出低抖动的时钟,再重新定时发送出接收到的SDI信号,以降低SDI信号的抖动。虽然均衡器也可以降低SDI信号的抖动,但它和重定时器是两种完全不同的器件,两者不可相互替代。均衡器的作用是通过增加高频增益使传输通道频率响应趋于平坦来改善眼图和信号抖动,而重定时器则是通过PLL和CDR来抑制和降低累加噪声。如果SDI传输通道很长或者传输过程中被其他噪声和干扰恶化,仅有均衡器还不足以改善信号的质量,此时在均衡器输出端再串接一个重定时器是一个理想的提高SDI信号质量的方案。图5描述了重定时器的去抖效果,可见眼图和抖动被明显改善。   图 5 重定时器使用效果   TI 重定时器产品系列如表3 所示。   表 3 重定时器系列   2.3线缆驱动器   SDI 线缆驱动器用来加强对线缆的驱动能力,提供标准的800mV 峰峰值输出电压摆幅,没有预加重和去加重功能。TI 的线缆驱动器系列如表4 所示。   表 4 线缆驱动器   3. PCB 布板建议   SDI 信号比特率最高至2.97Gbps,因此SDI 的信号路径必须严格按照高频电路的设计方法处理,否则无法得到高质量的传输性能。SMPTE 协会也定制了关于SDI 信号回损的指标要求,如图6 所示。为了满足这个指标,我们必须精细地设计整个SDI 传输路径以保证阻抗的连续性,尤其在BNC连接器的选择、线缆的选择、PCB 布局、原理图设计、合适的SDI 器件选择上需特别注意。   图 6 SMPTE 规定的回损指标   现实中,由于端口间阻抗的不匹配,任何输入输出信号都会被输入或者输出端反射一部分,反射波会与正向波叠加而恶化正向波形,因此我们必须设计好整个链路的阻抗匹配以降低反射,在高速信号中尤为重要。   回波损耗(Return Loss)或者S11/S22(S 参数)是用来定义回波损耗大小的指标, 其中S11/S22 是反射功率与正向功率的比值,它们与输入输出阻抗的对应关系如下,   回波损耗与S11 的关系如下,   RL = - 20log|S11|   其中Z0 是传输线的特征阻抗。   从公式中可以看出回波损耗完全由输入输出阻抗与传输线特征阻抗是否匹配决定。除了要使用正确的匹配元器件值,高质量的PCB 走线对阻抗匹配也至关重要,因为信号走线上寄生的电感电容会影响阻抗,不适当的过孔、拐弯、线宽等都会影响走线阻抗。   一些基本的高速信号PCB 布线原则列举如下:   采用高质量的BNC 接头   低质量的BNC 接头的阻抗可能与要求的75 欧姆相差甚远   微带线的设计和制造必须保证高精度   微带线的阻抗与线宽和PCB 制造工艺直接相关   SDI 信号线应尽可能的短且直   短线有更少的寄生电感电容值,对阻抗的影响更低,且长度相对于信号波长越短,反射波对正向波的影响越低弯曲的走线有不连续的宽度,导致不连续的阻抗,从而导致反射   匹配电路采用高Q 值的射频电感电容   普通电感电容在高频下的感值或者容值与标称值相差甚远,导致实际阻抗与标称阻抗相差甚远   匹配元器件尽可能的靠近IC 管脚   不要有过孔   4. 电源设计建议   SDI 对眼图、抖动、噪声等有严格的要求,低噪声低纹波的电源设计方案对SDI 信号链路非常重要。图7 是一个典型的线缆驱动器的应用原理图,可以看出电源Vcc 是通过一个75 欧姆的电阻与输出端直接相连的,因此电源上任何的噪声和纹波都会直接耦合到输出信号端。 SMPTE 规范了输出电压幅度典型值是800mV,一个3G SDI 经过200 米的电缆传输后最多可以被衰减50dB ,而低频的电源噪声和纹波在经过长电缆以后几乎没有衰减,这意味着SDI 信号幅度在经过电缆传输以后可以低至几mV,这与电源噪声和纹波已非常接近,此时电源将大大恶化SDI 的信噪比。因此,电源噪声和纹波必须很低,建议采用低噪声的LDO(如TI 的LP3878)给所有SDI 器件供电,而不是直接采用DC/DC.   图 7 SDI 器件对电源的要求   5. 总结   SDI 由于具有高清晰度,传输时延小,升级改造原有模拟视频监控网络容易等巨大优势正越来越被安防市场认可并采用,国内外主流的安防设备厂商都已经有非常成熟的从摄像头前端、中继、切换、分发、后端图像处理、识别、存储等环节的全套SDI 解决方案,并已成功应用于银行、交通、平安城市等各行各业,SDI 替换部分IP 监控网络和模拟视频监控网络是大势所趋。   TI 在SDI 技术应用之初就为客户提供了优秀丰富的全套SDI 传输方案,并得到市场的广泛认可。我们在深刻理解了SDI 相关器件的工作原理,正确地选择合适的SDI 器件,合理地PCB 布线和电源设计,依托TI 强劲的产品和技术支持,就可以设计出高质量的SDI 产品。  

    时间:2013-01-01 关键词: sdi 传输 连接器 bnc

  • TI SDI传输方案

    摘要 由于SDI 的高清晰度、传输实时性等优势,最初应用于专业视频广播领域,近年来正越来越多的被安防领域所采用。但由于SDI 的数据传输数据率高,存储数据量大等特性,对部分原来采用IP 网络高清监控方案的安防从业者而言,在设计、应用等方面还存在一定的难度。为了帮助读者更全面地了解和设计SDI,本文介绍了如何选择适当的SDI 信号链器件,如何设计高性能的SDI 信号链,介绍了均衡器、电缆驱动器、重定时器的基本工作原理,PCB 布板和电源设计的建议以及TI 在SDI 领域的具体方案。   1. SDI 简介 SDI,串行数字接口,是用来传输标清、高清、3G 高清等无压缩数字视频信号的一个标准,当前最流行的SDI视频格式如表1所示。由于SDI具有高清特性,时延小,还可以重复利用已布网的模拟视频电缆等优势,正逐渐地被安防、监控等领域广泛采用。目前市面上SDI相关设备主要是SDI延长器、分配器、矩阵、多画面分割、编解码器、SDI光端机、DVR等。     相对于传统的IP监控网络,SDI的优势是非常明显的: 在图像清晰度上SDI有无可比拟的优势 高清不仅仅意味着高的分辨率,还必须在超宽动态、白平衡、信噪比、亮度、对比度、锐利度等方面有优秀的表现。IP网络监控视频由于经过编码压缩,在上述图像质量、图像细节等方面都远不及无压缩的SDI。 SDI传输实时性强 SDI信号的传输不经过压缩环节,没有处理时延;不经过IP网络,不受网络时延的影响。 从模拟监控系统升级至SDI可以重复利用已有的布线系统 SDI也是采用同轴75欧姆的电缆和BNC接口,可以方便快捷的从传统的模拟监控系统升级至SDI,而无需像IP网络那样须重新布置网络,这种特性在模拟监控系统的升级改造中具有巨大的优势,因为施工改造IP网络对很多建筑而言是不允许的。 另一方面,SDI也有缺点,比如现阶段成本较高,数据存储量大,远距离传输设计难度较大等,但随着SDI被市场逐渐地广泛采用,上述缺点都会逐渐弱化。   2. SDI 器件的工作原理及TI 相关产品简介 图1 是一个典型的SDI 输入、输出和处理的应用框图,TI 能够提供相应的全套SDI 传输方案,它们分别是均衡器、线缆驱动器、重定时器、交叉开关矩阵、视频时钟、显示驱动、存储驱动和电源。   图1 典型的SDI 应用   2.1均衡器 信号的高频成分经过PCB 走线或者电缆传输后相对于信号的低频成分会被衰减得更多,此现象被称为趋肤效应,它会破坏高速信号的信号完整性,使其眼图关闭并增加信号抖动。为了补偿趋肤效应,人们发明了均衡器、预加重器、去加重器来补偿传输线频率响应的不平坦性。图2 是一种传输线和均衡器的频率响应图,传输线模型在高频处会衰减得更多而均衡器在高频处有更高增益,将均衡器的高频增益设置成适当的值,传输线和均衡器串联后会形成在全频带内大致平坦的频率响应。   通常预加重器和去加重器用在高速数字信号传输的发射端,均衡器用在接收端,但在SDI 链路中只在接收端采用均衡器,且一般是自适应均衡器,而在发射端不采用预加重或去加重,因为SDI 设备间可能通过用户定义的任意长度的同轴电缆来连接,任意一个固定的均衡或者预/去加重值都无法灵活地满足各种电缆长度,且业内还没有自适应的预加重器和去加重器。另外,SDI 设备必须即插即用,不允许客户在应用现场手动设置合适的均衡值来得到最佳的电缆传输特性。 因此只有自适应均衡器是理想方案,自适应均衡器可以自动检测信号质量而相应的设置最佳的均衡值而得到最佳的传输通道频率响应。   图2 传输线和均衡器的频率响应   图3 是均衡器的使用效果图,可以看出高速SDI 信号经过一段电缆或者PCB 走线后眼图和抖动性能被均衡器显著改善   图 3 均衡器的使用效果   TI 提供支持SD、HD、3G SDI 全系列的均衡器,如表2 所示。 Family Equalizer Description 3G/HD/SD LMH0395 3G HD/SD SDI Dual Output Low Power Extended Reach Adaptive Cable Equalizer LMH0394 3G HD/SD SDI Low Power Extended Reach Adaptive Cable Equalizer LMH0384 3G HD/SD SDI Extended Reach and Configurable Adaptive Cable Equalizer LMH0344 3G HD/SD SDI Adaptive Cable Equalizer HD LMH0044 SMPTE 292M / 259M Adaptive Cable Equalizer LMH0034 SMPTE 292M / 259M Adaptive Cable Equalizer SD LMH0024 SMPTE 259M / 344M Adaptive Cable Equalizer LMH0074 SMPTE 259M / 344M Adaptive Cable Equalizer 表 2 均衡器   其中LMH0394 是一款极高性能的均衡器,它的竞争性分析如图4 所示,传输距离很长且功耗很低。   图4 均衡器 LMH0394 竞争性分析   2.2重定时器 SDI 重定时器是用来自动检测输入信号类型,调整自身的PLL和CDR电路而恢复和整形出低抖动的时钟,再重新定时发送出接收到的SDI信号,以降低SDI信号的抖动。虽然均衡器也可以降低SDI信号的抖动,但它和重定时器是两种完全不同的器件,两者不可相互替代。均衡器的作用是通过增加高频增益使传输通道频率响应趋于平坦来改善眼图和信号抖动,而重定时器则是通过PLL和CDR来抑制和降低累加噪声。如果SDI传输通道很长或者传输过程中被其他噪声和干扰恶化,仅有均衡器还不足以改善信号的质量,此时在均衡器输出端再串接一个重定时器是一个理想的提高SDI信号质量的方案。图5描述了重定时器的去抖效果,可见眼图和抖动被明显改善。   图 5 重定时器使用效果   TI 重定时器产品系列如表3 所示。 Family Reclocker Description 3G/HD/SD LMH0356 3Gbps HD/SD SDI Reclocker with 4:1 Input Mux and FR4 EQs LMH0346 3Gbps HD/SD SDI Reclocker with Dual Differential Outputs HD LMH0056 HD/SD SDI Reclocker with 4:1 Input Multiplexer LMH0046 HD/SD SDI Reclocker with Dual Differential Outputs SD LMH0036 SD SDI Reclocker with 4:1 Input Multiplexer LMH0026 SD SDI Reclocker with Dual Differential Outputs 表 3 重定时器系列   2.3线缆驱动器 SDI 线缆驱动器用来加强对线缆的驱动能力,提供标准的800mV 峰峰值输出电压摆幅,没有预加重和去加重功能。TI 的线缆驱动器系列如表4 所示。   Family Cable Driver Description 3G/HD/SD LMH0307 3Gbps HD/SD SDI Dual Output Cable Driver with Cable Detect LMH0303 3Gbps HD/SD SDI Cable Driver with Cable Detect LMH0302 3Gbps HD/SD SDI Cable Driver HD LMH0202 LMH0202 SMPTE 292M / 259M Serial Digital Cable Driver LMH0002 SMPTE 292M / 259M Serial Digital Cable Driver SD LMH0001 SMPTE 259M / 344M Serial Digital Cable Driver 表 4 线缆驱动器   3. PCB 布板建议 SDI 信号比特率最高至2.97Gbps,因此SDI 的信号路径必须严格按照高频电路的设计方法处理,否则无法得到高质量的传输性能。SMPTE 协会也定制了关于SDI 信号回损的指标要求,如图6 所示。为了满足这个指标,我们必须精细地设计整个SDI 传输路径以保证阻抗的连续性,尤其在BNC 连接器的选择、线缆的选择、PCB 布局、原理图设计、合适的SDI 器件选择上需特别注意。   图 6 SMPTE 规定的回损指标   现实中,由于端口间阻抗的不匹配,任何输入输出信号都会被输入或者输出端反射一部分,反射波会与正向波叠加而恶化正向波形,因此我们必须设计好整个链路的阻抗匹配以降低反射,在高速信号中尤为重要。 回波损耗(Return Loss)或者S11/S22(S 参数)是用来定义回波损耗大小的指标, 其中S11/S22 是反射功率与正向功率的比值,它们与输入输出阻抗的对应关系如下,   回波损耗与S11 的关系如下, RL = - 20log|S11| 其中Z0 是传输线的特征阻抗。 从公式中可以看出回波损耗完全由输入输出阻抗与传输线特征阻抗是否匹配决定。除了要使用正确的匹配元器件值,高质量的PCB 走线对阻抗匹配也至关重要,因为信号走线上寄生的电感电容会影响阻抗,不适当的过孔、拐弯、线宽等都会影响走线阻抗。   一些基本的高速信号PCB 布线原则列举如下: 采用高质量的BNC 接头 低质量的BNC 接头的阻抗可能与要求的75 欧姆相差甚远 微带线的设计和制造必须保证高精度 微带线的阻抗与线宽和PCB 制造工艺直接相关 SDI 信号线应尽可能的短且直 短线有更少的寄生电感电容值,对阻抗的影响更低,且长度相对于信号波长越短,反射波对正向波的影响越低弯曲的走线有不连续的宽度,导致不连续的阻抗,从而导致反射 匹配电路采用高Q 值的射频电感电容 普通电感电容在高频下的感值或者容值与标称值相差甚远,导致实际阻抗与标称阻抗相差甚远 匹配元器件尽可能的靠近IC 管脚 不要有过孔   4. 电源设计建议 SDI 对眼图、抖动、噪声等有严格的要求,低噪声低纹波的电源设计方案对SDI 信号链路非常重要。图7 是一个典型的线缆驱动器的应用原理图,可以看出电源Vcc 是通过一个75 欧姆的电阻与输出端直接相连的,因此电源上任何的噪声和纹波都会直接耦合到输出信号端。 SMPTE 规范了输出电压幅度典型值是800mV,一个3G SDI 经过200 米的电缆传输后最多可以被衰减50dB ,而低频的电源噪声和纹波在经过长电缆以后几乎没有衰减,这意味着SDI 信号幅度在经过电缆传输以后可以低至几mV,这与电源噪声和纹波已非常接近,此时电源将大大恶化SDI 的信噪比。因此,电源噪声和纹波必须很低,建议采用低噪声的LDO(如TI 的LP3878)给所有SDI 器件供电,而不是直接采用DC/DC。   图 7 SDI 器件对电源的要求   5. 总结 SDI 由于具有高清晰度,传输时延小,升级改造原有模拟视频监控网络容易等巨大优势正越来越被安防市场认可并采用,国内外主流的安防设备厂商都已经有非常成熟的从摄像头前端、中继、切换、分发、后端图像处理、识别、存储等环节的全套SDI 解决方案,并已成功应用于银行、交通、平安城市等各行各业,SDI 替换部分IP 监控网络和模拟视频监控网络是大势所趋。   TI 在SDI 技术应用之初就为客户提供了优秀丰富的全套SDI 传输方案,并得到市场的广泛认可。我们在深刻理解了SDI 相关器件的工作原理,正确地选择合适的SDI 器件,合理地PCB 布线和电源设计,依托TI 强劲的产品和技术支持,就可以设计出高质量的SDI 产品。   6. 参考文献 1. Zhang Keqian, Li Dejie, Electromagnetic Theory in Microwaves and Optoelectronics 2. LMH0346 datasheet, Literature number SNLS248I 3. LMH0302 datasheet, Literature number SNLS247F var sharetitle = document.getElementById("sharetitle").value;var ie = (navigator.appVersion.indexOf("MSIE")!=-1);var ff = (navigator.userAgent.indexOf("Firefox")!=-1);function inFavorite(){if(ie){window.external.AddFavorite("http://www.eefocus.com/article/12-11/261353917902.html", "『"+sharetitle+"』");}if(ff){window.sidebar.addPanel("『"+sharetitle+"』", "http://www.eefocus.com/article/12-11/261353917902.html", sharetitle);}}

    时间:2012-11-26 关键词: TI 方案 sdi 传输

  • 莱迪思将展示基于FPGA的SDI摄像头 实现高清视频监控

    莱迪思半导体公司近日宣布将在于12月3日至6日在中国北京举办的中国国际社会公共安全产品博览会(China Security Expo)上展出基于LatticeECP3™ FPGA的SDI(串行数字接口)摄像头,Acamar的ACM701。莱迪思的展台位于展馆E1的Y13-14。 ACM701支持720P并且是Acamar第一款配备BEYONDVISION™的摄像头产品,BEYONDVISION™是一种独特的图像处理技术,实现了高清、光线条件差的情况下良好的图像质量、扩展的动态范围,以及在所有光照条件下忠实的色彩还原能力。ACM701采用了低成本、低功耗的LatticeECP3™FPGA,该器件提供了所有高清摄像头的特性和功能。 “我们很高兴能与莱迪思半导体公司合作,共同推出一款独特的SDI摄像头产品,它充分利用了LatticeECP3 FPGA的创新功能。我们期待在未来的产品开发中与莱迪思有更多的合作。”Acamar CEO,Gang Wang说道。 莱迪思工业市场部战略营销经理,Kambiz Khalilian说道,“Acamar高品质的图像处理能力、暗光条件下的性能和莱迪思创新的FPGA技术与集成的三速SDI串行器相结合,为追求高质量、高性价比SDI摄像头的客户创造一个独特且极具吸引力的产品。” 在莱迪思展台,观展者将能够与莱迪思技术专家讨论他们的设计需求,并且观看采用莱迪思一系列低密度、超低密度FPGA器件,包括低成本、低功耗的MachXO2™和LatticeECP3™系列设计的新的摄像头解决方案的实际操作演示。除了ACM701,现场展示还包括新的WDR(宽动态范围)图像传感器解决方案;HD-SDI(串行数字接口)摄像头;以及MIPI图像传感器桥接解决方案,可用于实现低成本的家庭安防摄像头。莱迪思还将展示建立在HDR-60开发套件上的分析演示示例;这是一个独特的设计解决方案,适用于远程定位距离ISP多达10米的图像传感器;以及双图像传感器设计适用于汽车行驶记录仪黑盒。 定价和供货情况 2012年12月1日起可申请ACM701样片。请发送邮件至info@acamar.com,联系Acamar获取更多有关定价和供货情况的信息。

    时间:2012-11-13 关键词: FPGA sdi 摄像头 高清视频

  • 三星SDI被排除出iPad mini电池供应商

    LG化学公司和中国ATL是苹果iPad mini的电池供应商,而非三星SDI公司。直到最近,三星SDI一直是苹果iPhone、iPad等主要产品的电池供应商,自2010年年末以来该公司在全球小型蓄电池市场已经形成相当的规模。 行业专家认为,该变动是因为三星电子与苹果之间的专利诉讼。 如果该情况持续很长一段时间,蓄电池行业格局可能将会出现变化。今年上半年,三星SDI在该市场占据了22.8%的份额,松下以17.2%的份额紧随其后。 苹果的加速去加速去星化。

    时间:2012-10-30 关键词: 三星 ipad sdi mini

  • HD-SDI摄像机未来发展改进需求分析

    HD-SDI摄像机的横空出世,使得在录像存储设备领域又出现新的机遇和挑战,HD-SDI硬盘录像机在这种高清储存需求下应运而生。以SDI-DVR作为管理设备的监控系统优势比较突出,首先在对目前与平台的其他设备兼容性好,其次,画面质量相比之下更优秀,而且可保证与传统的DVR一样稳定。新事物的发展总需要经历一番改进。那么,在未来发展过程中,HD-SDI摄像机需要从哪些方面进行升级? H.264再显身手 众所周知,SDI摄像机输出的数字信号量十分巨大,如果没有经过编码压缩,后端的存储几乎是不可能完成的任务。从a&s《安全自动化》测试SDI硬盘录像机中发现,厂家都采用了目前较为广泛而先进的H.264压缩格式,H.264在保持了高压缩比的情况下,还能同时拥有高品质流畅的视频图像,目前也是监控领域采用的主要压缩算法。从测试的情况来看,录像的码流得到了有效的控制,在1080P@30fps的标准下,SDI-DVR监视端检测到的码流普遍在4-6mbps,这一编码压缩过程,也使得SDI摄像机的视频流数据大存储要求高不再是其推广应用的难题。 在解决了数据的存储问题后,那么SDI的视频信号在经过解压缩后,它的损耗情况又如何呢?这同样也是SDI-DVR的关键性能体现,从测试结果可以看到,不同厂家不同牌子的SDI-DVR的画质损耗也有很大的差异,选择同一个HD-SDI摄像机作为视频信号输入源,对比测试,在清晰度方面,部分SDI-DVR解压缩后依然可达到1000线的水平,也有部分清晰度出现了明显的衰减,在色彩的还原性上,也是一样的情况,不同的DVR硬件采用,以及内部的设计工艺等细节,都使得不同的SDI-DVR效能产生好坏差异。 对比同样参数设置的1080P@30fps的IP摄像机所输出的图像,大部分SDI-DVR压缩解码后的效果还是要比其好上不少,另外,在延迟性能方面,虽然HD-SDI经过解压缩转换,数据的传输产生了一定的延迟,但经过测试,其延迟时间普遍要比IP摄像机本身的延迟时间小得多,这也正是SDI监控系统体现出来的最大优越性。 流媒体技术协调带宽 在录像回放这一功能的设计方面,本次测试也可以看到不少厂家对于传输带宽控制重视。SDI-DVR在将SDI数字信号压缩后,用户通过远程IE登陆客户端进行监控操作时,同样也会产生网络带宽的问题。而流媒体技术正是为了缓解这方面的问题而设计。流媒体技术也可以称作流式媒体技术,该技术的原理是把影像和声音信息经过压缩处理后存放在服务器,用户可以一边下载一边观看,而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。 一般而言,在联网监控系统中,往往需要采用流媒体技术,来实现分布式的网络监控应用,避免并发流量产生的网络瓶颈。不过,在实际测试中可以看到,点击查看回放录像时,同时检测其码流的大小,在流媒体技术的影响下,录像文件一边播放一边自动下载到本地,导致回放码流相比录入时的码流要大得多,如果同时数路视频也正在实时监控录像中,那么对带宽还是会带来一定的影响。厂家应该提供设置选项,如可根据不同用户的带宽环境设定不同的下载速率,以确保查看回放时占用的带宽,不影响其它路的监控录像或者实时监看。 稳定性依然是主要诉求 本次的SDI-DVR都是以Linux作为操作系统,事实上Linux一直是DVR所采用的主流操作系统,SDI-DVR也在此系统架构上进行应用,嵌入式SDI-DVR的稳定性优势不光来自于硬件的低故障率,很大因素取决于嵌入式DVR中所采用的操作系统及应用软件的高稳定性,其所选用的软件平台起着至关重要的作用。本次测试中普遍SDI-DVR都可以内部接入2-8块硬盘或者以上,而且具备了e-SATA接口随时扩展容量。 在外型结构设计方面,除了美观结实之外,还有一点要求就是散热必须要良好。SDI-DVR的视频压缩板卡越多,功耗较大,热量散发多,再加上硬盘大热源,过多的热量在机箱内积累,便会造成系统的不稳定。此次测试的产品,机箱内部一般会设计1-3个小型风扇,加强机箱内部的热量排出,增加空气对流作用。 在视频输出的分辨率方面,SDI-DVR最大的优势可以说就是支持HDMI高清输出,由于安防行业整体是向着高清化发展的,而SDI-DVR的高清输出效果可以与NVR一较高下,甚至在延时性方面SDI-DVR还要优胜。此次测试的SDI-DVR都具备了至少1路的HDMI输出接口,而且大部分厂家的产品可同步输出TV、VGA格式的视频,也有模数混合设计的DVR,视频的输出格式选择更灵活多样。 未来发展 可以预见的是,由于HD-SDI摄像机画面效果好以及视频数据传输保持实时等优点,未来几年必然会成为厂家以及工程商所追捧的产品,而与其配套的设备也会受到重视,其中作为后端管理存储SDI-DVR的重要性就不言而喻了,笔者觉得未来SDI-DVR可在以下方面更进一步。 1、画面清晰度 清晰度一直是客户选择产品的一个关键指标,图像质量是评价数字录像机产品质量的核心问题。随着高清技术的发展和高清摄像头的普及,高清DVR将是各DVR厂商下一代产品的研发目标。 2、更高效率的压缩算法 为了满足高清存储的需要,提高图像存储时间,降低传输时占用的带宽,厂商都在为研发效率更高的压缩算法,目前普遍应用的压缩算法是经过简化的H.264。 3、集中存储 随着数字技术的进步,需要存储的数据量越来越大,满足高存储的要求是DVR厂商需要面临的一个重要课题。视频监控系统从数据采集、传输、储存到数字数据的采集、传输、储存,从原来的空间限制到现在远端监控、远程保存、远端恢复技术的应用,随着系统的完善,也正在经历一步步的进化完善,未来将综合NAS、SAN、ISCSI等技术,把数据直接通过网络进行完成存储,这也是存储技术发展的必然趋势。 4、操作界面 改善软件操作界面,提升软件利润附加值是每个DVR厂商都期待改变的一个方向。从外观、界面、操作习惯等细节入手,改变中国专于制造的形象,使界面更贴近用户的使用。图形化界面的应用、色彩的清晰度都将会为人们带来全新的感受,是客户选择产品的基础指标。 5、智能技术[!--empirenews.page--] 智能技术使视频监控系统使原本需要值班人员介入的识别、处理交由电脑完成,从而大大减轻值班人员的工作量,提高安防质量。随着“平安城市”等工程的推进,海量视频信息使得SDI-DVR一方面要解决存储问题,另一方面也要为远程或者本地检索提供强有力的支持。

    时间:2012-10-14 关键词: Linux sdi hd

  • IP与SDI高清监控系统如何整合为单一系统

    高清监控在2012年走入全高清高解的全面应用年份,包含IP网络高清与HD-SDI高清,甚至连960H的模拟高线都进入高清应用议题中。但是在一片高清趋势声中,笔者在制造与工程商间发现不少对于HD-SDI高清与960H高解析高线数摄影机的应用存疑态度,也发现不少对于IP高清之外的其它解决方案的不信任与不了解的趋势明显,这个情况不免让我们想到2008年IP网络摄影机刚起步时,市场对IP的系统应用的存疑一样的情况。如何来化解及化解这些疑虑与担心呢?高清既是一个不可回头的趋势,那就该思考如何将IP与SDI这些不同方式的高清型式予以整合,接下来就让我们一一来探讨如何运用方法来解决这些需求吧。 IP、HD-SDI高清与模拟高线摄像机如何共存 在HD-SDI于2011年底大举出现后,IP网络摄影机与HD-SDI摄影机在安防业界就存在一个”既生瑜何生亮”的市场应用情结,对于二边在实务应用上的优缺点屡屡被媒体及厂商放大来讨论,但其实从工程务实的角度来看IP与HD-SDI及模拟高线都是为了提高监控影像的辨识率与清晰度而出现的产品,目的相同,应用也一致,应该是可以混合共存的才是高清监控应用的王道。首先我们在高清与高解析前端来看;不管IP或是SDI高清,其诉求都是看得清看得广,也都诉球实时及顺畅,在应用上没有必要舍弃任一可能提供高清的影像机会,但要如何在前端共存使用这些不同的高清摄影机呢? 要共存使用我们在使用上必须先考虑在既设传输上的架构问题,假如原系统是同轴传输系统,那我们就可以分为二种方式来解决工程上这三种摄影机的共存方式。第一种在传统同轴电缆的架构下(如图-1)我们可以在IP网络摄像机后端加装SLOC(SignalLinkOverCoaxial)的发射与接收单元,利用传输与转换的原理机制,让IP高清摄像机得以使用原系统既有的同轴线缆,同时在SLOC传输设备上也可以同时提供TCP/IP信号及Video视频信号输出,TCP/IP网络信号进入SLOC传输设备接收后再还原为网络信号可进入网络路由架构,而Video影像视频信号则可以进入既有模拟影像矩阵或是HD-SDI矩阵系统或是数字录有机DVR上,这个部份首先解决了IP网络摄像机在传统同轴电缆传输的障碍问题,也连带解决无法汰换模拟系统主架构或缆线无法抽换的窘境。在过来HD-SDI的SMPTE-292广电信号原本就可以在传统同轴电缆上传输,因此;在接收SDI信号后则可以直接将信好输入HD(SDI)-DVR或是矩阵系统中,如此一来对于系统改换高清架构并且让IP与SDI高清得以并存实现。若是考虑既有模拟摄影机或是960H高解摄影机也要一并纳入系统,那在一样同轴电缆的架构下要将960H模拟高解会是一般模拟摄影机透过DVR或是矩阵进行整合为同一系统并存也非难事,事实上在目前在多个混合案例中这样的架构也是很多工程商采用的方式。 第二种是既设传输系统架构为TCP/IP网络架构时(如图-2),此时IP网络摄影机是整个系统的主架构,而对于非IP的HD-SDI高清与960H模拟高解会是一般模拟摄影机要并入一个系统中则必须同样在传输与转换上有一个运用的机制才能让模拟与HD-SDI高清同样顺利的运行一个单一的监控系统架构下,要如何做到呢?我们可以有二个不同方法来将HD-SDI信号变成TCP/IP网络可以整编的结果,我们可以采取将所有系统中的HD-SDI高清摄影机先收编于HD(SDI)-DVR上,再将DVR输出的TCP/IP信号予以收编为网络设备路由,这样可以透过CMS软件或是DVR本身的浏览器人机即可对HD-SDI摄影机进行影像视频的管控及PTZ的控制。 再来我们还可以透过SDI-DVS影像编码器,将HD-SDI的摄影机信好直接采用编码器Encoder的方式将信号变成TCP/IP信号,如此则就如IP摄影机一样可以个别的将HD-SDI影像变成网络信号直接在路由上进行IP监控的方式。至于960H模拟摄影机一样的原理透过960HDVR收编后再直接以IP路由进行监控收编,另外当然也可以将影像video信号直接以影像编码器DVS进行信号改造成TCP/IP方式以符合网络监控架构的需求。 话说到此;一定会有工程商质疑部份传输距离与最后一哩的影像格式问题,更一定会有工程商或读者开始质疑960H与HD-SDI信号在部份传输与收容设备上的兼容性问题,甚至还有屏幕显像显示格式问题,另外对于后端单元格式的互换与经过压缩后的解析比较等,这些问题都很好,都很切实际我们在接下来的段落中就挑选一些比较重的议题来讨论一下。 IP、HD-SDI与模拟高解的传输距离问题 说到上述读者及工程商可能会质疑问题部份,首先我们来看传输上的一些可能存在无法实际克服的距离与转换问题,一般在比较IP网络高清与HD-SDI高清时,业者或是工程商经常会会以HD-SDI或是模拟的距离来说明IP与HD-SDI的优劣势所在,但以笔者在工程应用上的看法实在没有必要在高清监控需求下去将这三类的传输距离与最后一哩的影像格式做为系统整合的障碍理由,且以目前IP网络高清及HD-SDI高清甚至是960H高解析模拟摄影机在一个高解析的共同目标也没有必要在选型上因为传输问题而裹足不前,事实上以目前较大型的监控工程来说;由于光纤通信技术的迅猛发展,也使得光纤传输监控系统的造价大幅降低,所以光纤和光端机在各种高清监控系统中的应用也越来越普及、目前调查发现光纤已广泛应用于各种行业监控系统领域。另外在监控系统中HD-SDI信号传输方面,一般的短距离100-200米左右大多可以采用同轴电缆传输、也可以加中继器(Booster)的方式,将可传输距离延伸到400-500米左右。如果是网络架构中长距离传输,目前最普遍的也是HD-SDI通过转Fiber的光端机转换为光纤电缆传送,同时为了能满足多路的HD-SDI信号的单向或双向传送,光端机传输架构也有以WDM/DWDM/CWDM等多频道光波长分频方式的传输,达成一路以上的HD-SDI或是模拟影像光纤信号载送传输要求,这可以让模拟及HD-SDI摄像机信号传输达到30-70公里。此种传输应用的原则上与网络传送的一般大多数行业应用距离来说已是旗鼓相当,这种以光纤网络为基础,加上互联网络及同轴为辅,的架构已在监控工程中被大幅的采用中,且这种架构最大限度的可以节约成本及降低带宽对IP或HD-SDI高清影像传输的影响。 IP与HD-SDI高清`令人较为头疼的存储共享 原本模拟系统及HD-SDI统大部份存储系统都采用本地DVR本机存放的方式,以目前而言;不管是HD-SDI信号或是模拟加上网络的高清图像都可采用嵌入式HD-DVR,HD-NVR进行接入及存储。以HD-SDI为例,这个标准主要针对分辨率为720P或1080P,帧率为25或者30,模数转换后的数据量为1.485Gbps,用这样的数据量直接去存储的代价是相当大的,所以从实际考虑,视频的存储还是要回归网络压缩处理、而且也可以适度的采用D1画质进行一般录像、与事件高清录像等方式与IP同样的处理方式。这样不但无损于高清图像的转录,更可以提供实时顺畅的录像源。若按照720P或1080P@30帧的转换录像推估,每小时400-650兆的数据量计算的存储量一个月每路大概需要350-500G的容量,以此类推可以估算出需要的数字硬盘录像机的数量以及配置是高清监控在使用IP或HD-SDI高清最佳的录像方式。 IP与HD-SDI高清如何在后端管理运作 目前除了IP网络监控管理平台之外,很多厂商都针对HD-SDI矩阵或是HD-DVR推出新的全数字化的、开放式的网络视频联网平台,可以调用矩阵编码或是HD-DVR编码后的视频、能够实现与IP综合监控管理平台VMS或NVR间系统间的相互集成、报警联动、信息集成以及控制信息的统一发布和管理。具备强大数据管理功能,可对系统数据进行集中管理、检索、查询、分析和统计,包括各类事件信息、报警信息等。但目前还是很多人对于HD-SDI摄像机目前管理平台工具抱持怀疑态度,但其实在整合、集中管控上是真的会遇到问题。但要实现这一需求并不是很难、前端部分采取同轴缆线搭配光端机的传送方式将所有路侧信号送回控制中心,影像解调后再连接到大屏幕实时监视,同时也将信号解调后进入有连网功能的HD-SDI录像机、用管理平台软件将所有的SDI矩阵或HD-DVR进行联网管理收编,这样不仅可以达成IP平台管理的要求,更可以便捷、快速的进行各监控点不同高清格式的画面调拨工作,同时;也有另一种解决方案是影像解调后通过编码器编码后进入高清NVR/NAS/SAN以进行存储和管理。 以上仅仅就如何利用传输与转换整合各类高清高线监控方案做一个工程应用地简单说明,但笔者相信在无实务练兵之下,一定还是会有工程商对整合共存这些不同的高清与高解部份产生质疑。这个笔者能理解,毕竟部份HD-SDI高清及960H高解的知识普及及应用实例为数不多,要工程商与读者先进去完全接受恐怕仍须时日,不过有一点观念必须在此说明,高清是必然的监控要求趋势,但不同的高清与高解析格式都一定有其发展的理由及应用的立基点,这是身为工程商或集成商不可没有的看法。

    时间:2012-08-17 关键词: 系统 高清监控 sdi

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