一种基于FPGA的多路HD-SDI测试系统-AET-电子技术应用

一种基于FPGA的多路HD-SDI测试系统

2020年电子技术应用第8期

钱宏文，王毅，刘会

中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡214072

摘要：针对目前工业现场HD-SDI测试环境搭建复杂、成本高、SDI传输特性测量难度大的特点和需求，设计和开发了一种基于FPGA的多路HD-SDI测试系统。首先通过FPGA读取存储在SD卡中的图像数据，然后将读取的数据缓存在DDR3中，最后通过FPGA解析和处理后发送给外部的SDI串化器和SDI线缆驱动器，完成多路HD-SDI标准图像的输出。实验结果表明，该测试系统满足HD-SDI传输协议的标准和要求，可用于模拟不同场景下的测试环境和标定现场，并且还具有操作简单、适用性广的优点。

关键词： 高清数字接口HD-SDI DDR3 串化器线缆驱动器

中图分类号：TN402
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200290
中文引用格式：钱宏文，王毅，刘会. 一种基于FPGA的多路HD-SDI测试系统[J].电子技术应用，2020，46(8)：121-125.
英文引用格式：Qian Hongwen，Wang Yi，Liu Hui. Multi-channel HD-SDI test system based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：121-125.

Multi-channel HD-SDI test system based on FPGA

Qian Hongwen，Wang Yi，Liu Hui

China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute，Wuxi 214072，China

Abstract：Aiming at the problems in the present industrial field HD-SDI test such as the test environment building complex, high cost, SDI transmission characteristics measurement is difficult, this paper designs and develops a multi-channel HD-SDI test system based on FPGA.Firstly, the image data stored in SD card is read through FPGA, and then the data is cached in DDR3.Finally, it is sent to external SDI serializer and SDI cable driver after FPGA analysis and processing, so as to achieve the output of multi-channel HD-SDI standard image. The experimental results show that the test system meets the standard and requirements of HD-SDI transmission protocol, and can be used to simulate the test environment and calibration site in different scenarios, and has the advantages of simple operation and wide practicality.

Key words :HD-SDI；DDR3；serializer；cable driver

0 引言

串行数字接口(Serial Digital Interface，SDI)是由美国电影与电视工程学会(The Society of Motion Picture and Television Engineers，SMPTE)制定的协议标准，通过利用同轴电缆来传输非压缩的数字视频信号。目前，按照视频的分辨率和传输速率不同主要分为三种：标清视频(SD-SDI)、高清视频(HD-SDI)和3G视频(3G-SDI)^[1]，如表1所示。

HD-SDI接口协议是由SMPTE292M标准制定的，用于传递YCrCb(4：2：2)的串行数字信号。HD-SDI支持1.485 Gb/s和1.485/1.001 Gb/s两个比特率，通常用于传输720p或1 080p分辨率的视频。它采用无损非压缩的传输技术^[2]，优点是经过编码后的HD-SDI信号能够在同轴线缆上传输1080P的高清视频信号，连接方式简单、延迟小、图像无压缩、显示效果清晰。

HD-SDI因为具有分辨率高、动态范围广以及在白平衡、对比度、亮度等方面的优异性，使之成为广播电视、高清成像及显示设备的主要接口，应用范围更加广泛。与此同时，高分辨率必然要更高的数据带宽进行传输，高数据带宽对传输信号的实时性和传输误码率提出了更高的要求。本文针对工业现场HD-SDI测试环境搭建复杂、成本高、HD-SDI传输特性测量难度大的特点和需求，设计和开发了一种基于FPGA的多路HD-SDI测试系统。经过测试和验证系统性能稳定、结构简洁、使用灵活方便。

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作者信息:

钱宏文，王毅，刘会

(中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡214072)

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