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高清视频图像采集处理 FPGA图像缓存控制

作者:九视视频网 来源:www.xiangb.com 发表时间: 2011-11-21

T200AE高清VGA采集卡采用了PCI-E高速插槽接口,采用256MB/64bit DDR2 内存芯片作为图像缓存,使其传输速率更快,存储带宽高达2GB/s,使其能完整的实时采集和显示播放。在设计上使用高效Master DMA模式,图像采集过程占用机器CPU率低。

  缓存是用作临时存储数据加快内存与CPU数据交换的一种高速小容量存储器。九视高清音视频图像采集卡采用高速PCI-Express 接口,高速大容量图像缓存技术,极大的减少了CPU的负担,通过FPGA对DDR的控制,可以实现大容量高速的数据存储。

  九视T200AE高清VGA采集卡,经过近两年的不断更新和完善,其无论是硬件上还是软件功能上都已经相当的成熟,其采用了ADI高端技术,内置有ADCADC芯片,采集过路中不再像市面上其他VGA采集卡一样占用CPU,而且产品本身集成了大量的64宽度DDR储存功能。T200AE高清VGA采集卡采用了PCI-E高速插槽接口,采用256MB/64bit DDR2 内存芯片作为图像缓存,使其传输速率更快,存储带宽高达2GB/s,使其能完整的实时采集和显示播放。在设计上使用高效Master DMA模式,图像采集过程占用机器CPU率低。

  九视T306E 六路音视频采集卡,采用高速PCI-Express 接口,高速大容量图像缓存技术(板载内存:128MB; DDR2 / 32bit / 166MHz),有效避免了画面拉丝现象的产生。

  九视T620E 高清两路DVI/VGA/HDMI音视频采集卡,主机接口PCI-Express x4, , 480MB/s 传输带宽(板载内存:每通道128MB DDR2,工作频率为 160 Mhz,位宽 32bit), 耗用CPU时间的缩放和去隔行等图像处理在FPGA内完成,极大的减少了CPU的负担,同时高效率 DMA传输方式进一步解放了CPU的能力。支持双路高清信号同时采集,板载内存每通道128MB DDR2(一般的视频采集与显示方案均需要使用2个DMA通道和2片SDRAM做缓存,合用来做图像处理)。

  FPGA对DDR内存条的控制,可以实现大容量高速的数据存储。

  由于系统带宽不断的增加,因此针对更高的速度和性能,设计人员对存储技术进行了优化。

  DDR内存条是由多颗粒的DDR SDKAM芯片互连组成,DDR SDRAM是双数据率同步动态随机存储器的缩写。DDR SDRAM采用双数据速率接口,也就是在时钟的正沿或负沿都需要对数据进行采样。FPGA内部实现图像处理数据缓存和图像位数的匹配。下一代双数据速率(DDR)SDRAM芯片是DDR3 SDRAM。 DDR3 SDRAM具有比DDR2我想要爱的优势。这些器件的功耗更低,能以更高的速度工作,有更高的性能(2倍的带宽),并有更大的密度。与DDR2相比,DDR3器件的功耗降低了30%,主要是由于小的芯片尺寸和更低的电源电压(DDR3 1.5V而DDR2  1.8V)。 DDR3器件还提供其他的节约资源模式,如局部刷新。与DDR2相比,DDR3的另一个显著优点是更高的性能/带宽,这是由于有更宽的预取缓冲(与4位的DDR2相比,DDR3为8位宽),以及更高的工作时钟频率。然而,设计至DDR3的接口也变得更具挑战性。

  用FPGA实现高速DDR存储器控制器

  在FPGA中实现高速、高效率的DDR3控制器是一项艰巨的任务。直到最近,只有少数高端(昂贵)的FPGA有支持与高速的DDR3存储器可靠接口的块。然而,现在新一代中档的FPGA提供这些块、高速FPGA架构、时钟管理资源和需要实现下一代DDR3控制器的I/O结构。系统带宽的需求继续以指数形式增长。由于DDR3 SDRAM的价格下降了,DDR3 SDRAM芯片将更广泛地用于网络应用。这些增加系统带宽的要求正在推动着存储器的接口速度增加,同时继续使成本降低。用中档的FPGA促进稳定的高速存储器接口设计是LatticeECP3系列FPGA的主要目标。针对下一代存储器控制器的需要,ECP3的专用、灵活的DDR功能意味着现在设计人员有了一个节约成本的解决方案。专业音视频图像采集卡,采用FPGA作为采集处理部分,可以提高系统处理的速度,大大增强系统的灵活性和适应性。

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