基于FPGA的HD_SDI数字视频信号处理与传输设计

本文探讨了基于FPGA（现场可编程门阵列）的高清晰度数字电视信号处理与传输技术，具体关注的是HD2SDI卡的设计与实现。HD2SDI卡是一种符合SMPTE292M标准的设备，用于采集和传输高清视频信号。该设计的关键组成部分包括视频数据、视频定时基准码、行号数据以及校验码的处理。 首先，文章介绍了HD2SDI卡的电路结构，这涉及到了信号的输入、处理和输出各环节。视频数据是信号的核心，它通过比特串行的方式进行传输，确保了高清图像的质量和稳定性。视频定时基准码负责同步视频帧的发送，保证了播放的流畅性。行号数据则有助于解析图像的行信息，校验码则是为了检测传输过程中可能发生的错误，提供数据的可靠性。 设计的核心模块包括数字视频识别和提取模块，它能够准确地识别和提取视频信号中的关键信息，确保正确无误的传输。此外，DMA（直接存储器访问）传输模块在其中扮演了关键角色，通过高效的硬件加速，提高了数据传输的速率和效率。另外，由于FPGA具有灵活的可编程特性，文章还提到了PLX9656局部总线到Avalon总线的转换模块设计，这是为了兼容不同类型的系统总线，增强系统的扩展性和兼容性。 文章的实现平台选择了Altera公司的Stratix EP1S25 FPGA，这款器件以其高性能和低功耗特性被用于高清视频信号的实时处理和传输。实验结果显示，HD2SDI卡在实际应用中表现出稳定可靠的性能，满足了高清电视信号采集和传输的需求。 作者团队由李鸿强、苗长云、刘晓军和仪鲁男组成，他们分别来自天津工业大学信息与通信工程学院和北京邮电大学软件学院，他们的研究领域涵盖了计算机应用、电子系统设计、FPGA技术应用以及通信软件设计等多个方面，为本文的深入探讨提供了专业背景。 总结来说，本文是一篇详细介绍如何利用FPGA技术实现高清电视信号处理与传输的实用技术论文，不仅阐述了硬件设计，还涉及了关键模块的工作原理和实际应用验证，对于从事高清视频处理、通信系统设计以及FPGA应用的工程师和技术人员具有很高的参考价值。