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基于FPGA的SDI接口的研究与开发

论文摘要

串行数字接口SDI是目前使用最广泛的数字视频接口。它是遵循SMPTE-259M和EBU-Tech-3267标准制定的,己经被世界上众多数字视频设备生产厂家普遍采纳并作为标准视频接口,主要用在非线性编辑系统、视频服务器、虚拟演播室以及数字切换矩阵和数字光端机等场合。以往的SDI接口在实现方法上有成本高、灵活性低等缺点,针对这些不足,本文在研究串行数字接口工作原理的基础上,提出了一种基于FPGA的标清串行数字接口（SD-SDI）的设计方案,并使用SOPC Builder构成一个Nios II处理器系统,将SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA内部,从而提高系统的集成度,使之具有视频数据处理速度快、实时性强、性价比高的特点。具体研究内容包括:1.在分析SDI接口的硬件结构和工作原理的基础上,提出了串行数字接口的嵌入式系统设计方法,完成了SDI接口卡的FPGA芯片内部配置以及驱动电路、均衡电路、电源电路等硬件电路设计。2.采用软逻辑方法实现SDI接口的传输功能,进行了具体的模块化设计与仿真。3.引入Nios II嵌入式软核处理器对数据进行处理,设计了视频图像数据的采集程序。该传输系统以Altera公司的Cyclone II EP2C35F672C8为核心芯片,通过发送和接收电路的共同作用,能够完成标清数字视频信号的传输,初步确立了以SDI接口为数据源的视频信号传输系统的整体模式和框架。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 开发背景与选题意义
  • 1.2 SDI 接口现状与发展
  • 1.2.1 SDI 接口发展历史
  • 1.2.2 SDI 特点和应用
  • 1.3 本论文主要工作
  • 第二章 可编程逻辑器件与FPGA
  • 2.1 可编程逻辑器件发展简史
  • 2.2 FPGA 概述
  • 2.2.1 FPGA 的基本结构
  • 2.2.2 FPGA 的基本特点
  • 2.2.3 基于HDL 的FPGA 开发流程
  • 2.3 ALTERA 开发平台简介
  • 2.3.1 开发工具介绍
  • 2.3.2 Altera Nios CPU 简介
  • 第三章 总体方案与硬件设计
  • 3.1 设计要求
  • 3.2 总体设计方案
  • 3.2.1 硬件部分
  • 3.2.2 软件部分
  • 3.3 硬件电路组成及原理
  • 3.3.1 硬件电路组成
  • 3.3.2 实现原理
  • 3.4 接口卡硬件电路的设计
  • 3.4.1 均衡器模块设计
  • 3.4.2 驱动器模块设计
  • 3.4.3 电源模块设计
  • 3.5 FPGA 内部功能模块设计
  • 3.5.1 Cyclone II FPGA 系列简介
  • 3.5.2 发送模块设计
  • 3.5.3 接收模块设计
  • 3.5.4 传输控制模块设计
  • 3.6 配置下载电路
  • 第四章 视频信号采集程序设计
  • 4.1 视频图像数据采集程序的实现
  • 4.2 SRAM 的读写控制
  • 第五章 结束语
  • 参考文献
  • 附录一 SDI 电路原理图
  • 附录二 视频图像数据采集程序
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目
  • 致谢

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/fa19d2eb1ac84ae0339bfd35.html