高手过招,玩转视频采集卡硬件设计!
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目前嵌入式系统中元器件互连有许多方法,但高速总线主要还是RapidIO,以太网和PCIE。其中PCIE总线以其高带宽,高可靠性以及高稳定性而得到广泛应用,如存储器,服务器,HBA和网络设备 等。这里主要讨论PCIE总线在视频采集卡上的应用,其实视频采集卡也是HBA的一种,也是实现主机和外设之间的协议转换。 视频采集卡是将模拟摄像机,录像机,电视机等输出的视频数据输入电脑,转换成电脑可以识别的数字数据,存储以及编辑处理。按照用途可以分为广播级,专业级和民用级视频采集卡。按物理通道可以分为单通道,双通道,4通道以及八通道视频采集卡。视频采集卡硬件框图如下图。 图一:视频采集卡硬件架构 四通道HDMI视频采集卡如图二: 图二:HDMI视频采集卡 图一是目前视频采集卡非常主流的硬件架构,Vedio Engine包括视频编解码器和FPGA,协议以及算法都由FPGA来实现,后面通过FPGA的Serdes接口送出到电脑,采用X4 PCIE2.0总线协议。世强市场经理表示:PCIE总线发展到现在经历了3代,分别是GEN1 2.5GT/S, GEN2 5GT/S, GEN3 8GT/S,如果设置成X4,GEN2就可以满足20GT/S的带宽,基本可以满足目前主流高清带宽需求,所以主流的视频采集卡都采用PCIE2.0。 如果是四通道视频采集卡,视频编解码器当然是四路,但FPGA将会有多种方案,如1个FPGA,2个FGPA或4个FPGA方案,2个FGPA方案使用率很低,性价比无任何优势。采用1个FPGA方案,FPGA就需要4条Serdes,目前FPGA在集成多个Serdes核方案的器件价格昂贵,不光是 Serdes核的增加,IO资源也会相应增加,但视频采集卡由于成本压力,不可能采用这么高端的FPGA,所以采用另一种方案比较多,也是目前主流方案, 具体如图三: |






