基于FPGA的CameraLink视频转SDI视
频的转换器的设计
摘要：目前，CameraLink视频无法直接显示，均需经专业采集卡处理后显示，给实际调试应用带来了不便，本文基于Xilinx公司Artix系列的XC7A200T-
2FBG484I，设计了CameraLink视频转SDI视频的转换器，无需配备采集卡和调
试计算机，可直接在监视器显示。转换器采用DS90CR286MTD解码接收到的CameraLink视频信号，两片DDR3作为视频处理的缓冲单元，最后经SDI编码芯
片输出显示。
关键词：CameraLink FPGA SDI 视频转换器
Design of CameraLink video to SDI video converter based on FPGA
YANG Zhong-zhou
(Luoyang Electro-optical Equipment Research Institute of
AVIC,Luoyang471000,China)
Abstract: At present, CameraLink videos cannot be displayed directly, and they all need to be processed by professional
acquisition cards, which brings inconvenience to practical debugging application. In this paper, based on Xilinx Artix series XC7A200T-
2FBG484I, a CameraLink video to SDI video converter is designed.It can be displayed directly on the monitor without acquisition card and debugging computer.The converter uses DS90CR286MTD to decode the received CameraLink video signal, and two DDR3 pieces as the buffer
unit for video processing. Finally, the SDI encoding chip outputs the display.
Keyword: CameraLink FPGA SDI video converter
一引言
CameraLink标准是由国家半导体实验室提出的一种ChannelLink技术标准，
该接口具有开放式的接口协议，使得不同厂家既能保持产品的差异性，又能互相
兼容。由于Camera Link视频协议仅对物理接插件、线缆定义和传输信号规范进
行了定义，未对分辨率、帧频和输出时序进行严格的定义，实际应用中方便灵活，同时也带来了极大的不规范及不统一。实际应用中，Camera Link接口的相机可
以输出任意帧频和分辨率的视频图像，但普通监视器对显示视频时序要求严格，
视频图像分辨率和帧频都必须符合特定的视频显示标准，因此普通监视器无法直
接显示Camera Link视频。随着数据视频技术的不断发展，越来越多的终端显示
采用SDI(Serial Digital Interface，串行数字接口)[1]作为输入接口。本文将
从硬件电路设计到逻辑时序设计出发，设计CameraLink视频转SDI视频的转换器。
二系统组成和工作原理
视频转换器包括解码单元、电源管理单元、可编程器件、SDI编码单元和存
储器单元。解码单元将接收的CameraLink串行差分信号转换成TTL电平的并行
数字图像信号，包括行有效、场有效、图像数据和时钟信号。可编程器件（FPGA）单元将图像缓存至存储器单元，根据行有效和场有效计算输入视频的分辨率，FPGA控制缩放单元将图像缩放至SDI视频分辨率，FPGA控制SDI编码单元按照SDI输出时序从存储器单元读取图像数据，最后输出SDI视频至显示器显示。
图1 系统组成和工作原理
三硬件设计
1、CameraLink解码单元
CameraLink视频传输信号由四对LVDS数据信号和一对LVDS时钟信号组成，CameraLink解码单元选用DS90CR286MTD将五对LVDS信号解码为24位数据信号
和行信号LVAL、场信号FVAL、空信号和数据有效等28位TTL数据信号，以及一
路时钟信号。FPGA在FVAL和LVAL均有效时，在解码出的时钟的上升沿，采集图
像数据，存入缓存单元。为了保证信号完整性，原理图设计中，需要为LVDS信
号进行终端阻抗匹配，以减少终端信号的反射，保证视频信号的完整性，提高信
号的传输质量。
2、可编程器件
可编程器件选用的XC7A200T-2FBG484I[2]是Xilinx新一代7系列低功耗、低
成本FPGA，内部集成215360逻辑单元，13140 Kb的分布式BRAM，10个时钟单元，740个DSP片段，16个GTP高速接口。可编程器件主要完成图像采集、图像
变换、图像存储和图像显示等功能。
图像采集在本设计中主要是针对Cameralink解码的图像数据按照解析出的
时序进行数据采集[3]；图像变换在本设计中主要是指完成图像缩小、放大等功能，其中图像的缩放均采用IP核来实现；图像存储在本设计中主要是为完成图像显示、图像变换等功能需要对图像进行缓存，在本设计中与FPGA连接的主要缓存
为DDR3，其中DDR3采用2片MT41K128M16-125。图像显示在本设计中指SDI视
频的产生，由FPGA按照SDI标准输出规定时序信号，在行信号和场信号均有效时，从存储器单元读取图像数据，输出给SDI驱动芯片显示。
3、电源管理单元
根据Xilinx芯片手册，为了使FPGA的IO引脚在FPGA上电过程中保持三态，防止芯片管脚损坏，规定了FPGA各电压上电顺序，VCCINT(1.0V)-
>VCCBRAM(1.0V)->VCCAUX(1.8V)->VCCO(3.3V,1.8V,1.5V)；如果VCCINT和VCCBRAM电压相同可以同时上电，如果VCCAUX和VCCO电压相同也可以同时上电；
GTP上电顺序为，VCCINT(1.0V)->MGTAVCC(1.0V)->MGTAVTT(1.2V)。此外，CameraLink解码芯片、SDI编码芯片需3.3V电压，存储单元DDR3需1.5V和
0.75V电压。选用带输出使能和输出状态的LINEAR公司的LTM4644， LTM4644主要特性如下：
4通道4A（峰值5A）电流输出，并联最高可输出16A；
输入电压4V~14V；
输出电压0.6V~5.5V；
在~55℃~125℃之间，输出电压浮动值±1.5%；
具有热保护和过流保护功能；
有PowerGood信号和电源使能控制信号；
通过输出使能和输出状态反馈控制LTM4644各通道的电压输出，达到符合FPGA上电顺序从目的。
4、存储器单元
由于CameraLink图像数据为RGB编码格式，而SDI视频为YUV编码格式，需要对图像数据进行颜色空间转换[4]；输入的CameraLink图像分辨率未知，在转换为SDI输出时，需要对图像进行放大或缩小；为了满足图像处理对缓存大小的需求，选用2片容量大小128M×16bit（16M×16bit×8banks）的micro公司的MT41K128M16-125 DDR3芯片，支持最高1600Mhz的数据传输速率。
4.SDI编码单元
SDI驱动采用TI公司的LMH0387，该芯片主要特性如下：
支持ST 424、ST292、ST344、ST259视频编码协议；
接收速率为125Mbsp~2.97Gbps；
传输距离可达120米；
根据需要可配置为输入模式（SDI均衡）或者输出模块（SDI驱动）；
温度范围：-40℃～+85℃，工业档。
四逻辑设计
FPGA逻辑通过QSPI接口完成FPGA程序的固化，通过SPI接口完成SDI均衡驱动芯片LMH0387的参数配置，通过GPIO口完成复位信号产生及分发功能。FPGA逻辑处理流程如图2所示。
图2 FPGA逻辑处理流程
图像数据采集在本设计中主要是针对Cameralink解码，图像数据按照解码产生的控制信号进行数据采集，并将图像数据缓存在外部缓存单元；色彩空间变换将采集到的RGB数据转换为SDI显示需要的YUV数据格式；视频分辨率转换是指逻辑将采集到的Cameralink数据计算出分辨率，通过配置逻辑参数，将分辨率放大或缩小至1920X1080，FPGA逻辑按照高清视频输出时序，向显示单元发送图像数据[5]。
五结论
本文设计的Cameralink视频转SDI视频的转换器，可以将Cameralink视频
转换为HD-SDI视频在监视器显示，摆脱对专业采集卡和调试计算机的依赖，可
以方便的应用于各类Cameralink相机调试场合，具有广阔的市场应用场景。
参考文献：
[1]SMPTE259M-Television 10bit 4:2:2 Component and 4fsc Composite Digital Signal-Signal Interface[S].1997
[2] Artix-7 FPGAs Data Sheet:DC and AC Switching
Characteristics[S].2015
[3]（美）沃尔夫.《基于FPGA的系统设计》.机械工业出版社.
[4]（美）冈萨雷斯.《数字图像处理》.电子工业出版社.
[5]夏宇闻 . Verilog 数字系统设计教程 . 北京: 北京航空航天大学出版社，2007
个人简介：杨中州（1988-），男，硕士研究生，研究方向为数字图像处理。
CameraLink 图像采集接口电路 1．Camera Link标准概述 Camera Link 技术标准是基于 National Semiconductor 公司的 Channel Link 标准发展而来的，而 Channel Link 标准是一种多路并行 LVDS 传输接口标准。 低压差分信号（ LVDS ）是一种低摆幅的差分信号技术，电压摆幅在 350mV 左右，具有扰动小，跳变速率快的特点，在无失传输介质里的理论最大传输速率在 1.923Gbps 。 90 年代美国国家半导体公司（ National Semiconductor ）为了找到平板显示技术的解决方案，开发了基于 LVDS 物理层平台的 Channel Link 技术。此技术一诞生就被进行了扩展，用来作为新的通用视频数据传输技术使用。 如图1 所示， Channel Link 由一个并转串信号发送驱动器和一个串转并信号接收器组成，其最高数据传输速率可达 2.38G 。数据发送器含有 28 位的单端并行信号和 1 个单端时钟信号，将 28 位 CMOS/TTL 信号串行化处理后分成 4 路 LVDS 数据流，其 4 路串行数据流和 1 路发送 LVDS 时钟流在 5 路 LVDS 差分对中传输。接收器接收从 4 路 LVDS 数据流和 1 路 LVDS 时钟流中把传来的数据和时钟信号恢复成 28 位的 CMOS/TTL 并行数据和与其相对应的同步时钟信号。 图1 camera link接口电路 2．Channel Link标准的端口和端口分配 2.1 ．端口定义 一个端口定义为一个 8 位的字，在这个 8 位的字中，最低的 1 位（ LSB ）是 bit0 ，最高的 1 位（ MSB ）是 bit7 。 Camera Link 标准使用 8 个端口，即端口 A 至端口 H 。
MA2000系列视频处理器(2.0.0) 一、产品简介 MA2000系列视频处理器是基于可编程逻辑器件和嵌入式Linux操作系统的一款高性能视频图像处理器，可广泛应用于安防视频监控、展厅展览、军事指挥、交通疏导、教育科研、政府公告、商业显示等众多行业。 MA2000系列视频处理器采用FPGA+ARM的系统架构，运行嵌入式Linux系统，从而保证系统能够在7*24小时的环境下稳定运行，模块化设计提供了高度的灵活性和可维护性。FPGA完成对视频图像的处理和数据传输；ARM构建整个系统的通讯，控制接口，视频编解码系统和智能分析等模块，大大的增强的系统的灵活性，能够实现跨平台交互，支持Anroid/IOS/Windows/Linux。可实现显示画面的任意开窗、漫游、叠加、缩放、旋转等多种显示效果，并支持多种视频源输入模式，也支持IPC的视频图像的接入。 MA2000系列视频处理器运用总线交换技术，最大支持144路显示屏的同时输出，支持IPC解码卡，多媒体功能卡，智能分析卡，机器视觉卡等多种业务卡，很好的解决了用户的多样需求。嵌入式Linux技术的运用，大大增加的系统的稳定性，网络能力和可操控性。此项技术已经申请发明专利，专利号为：2016.1.0823175.1。 图1.1 MA2000系列3U机箱背面图
图1.1 MA2000系列6U机箱背面图 二、功能特性（主要控标点） 系统架构 ●FPGA+ARM架构，以高稳定高带宽FPGA 纯硬件架构为基础，采用功能化模块化板卡的硬件设计，实现无限扩展的FPGA+架构。 ●模块化插卡式设计，业务卡均采用插卡式设计，为日常使用及维护带来了极大的方便。 ●扩展槽支持各种业务卡，实现视频图像的输入输出。 ●支持IPC摄像机解码（H.264、H.265），最后单屏支持36分割，一张满配IP解码卡支持4路800W， 16路500W，36路1080P，144路D1同时解码。 ●支持电脑，投影仪等HDMI/VGA/DVI 分布式输入拼接处理器。 ●支持电脑，手机投屏处理功能。 ●丰富的接口,输入支持HDMI/VGA/DVI/SDI,输出支持HDMI/DVI。 视频图像处理
基于FPGA的CameraLink视频转SDI视 频的转换器的设计 摘要：目前，CameraLink视频无法直接显示，均需经专业采集卡处理后显示，给实际调试应用带来了不便，本文基于Xilinx公司Artix系列的XC7A200T- 2FBG484I，设计了CameraLink视频转SDI视频的转换器，无需配备采集卡和调 试计算机，可直接在监视器显示。转换器采用DS90CR286MTD解码接收到的CameraLink视频信号，两片DDR3作为视频处理的缓冲单元，最后经SDI编码芯 片输出显示。 关键词：CameraLink FPGA SDI 视频转换器 Design of CameraLink video to SDI video converter based on FPGA YANG Zhong-zhou (Luoyang Electro-optical Equipment Research Institute of AVIC,Luoyang471000,China) Abstract: At present, CameraLink videos cannot be displayed directly, and they all need to be processed by professional acquisition cards, which brings inconvenience to practical debugging application. In this paper, based on Xilinx Artix series XC7A200T- 2FBG484I, a CameraLink video to SDI video converter is designed.It can be displayed directly on the monitor without acquisition card and debugging computer.The converter uses DS90CR286MTD to decode the received CameraLink video signal, and two DDR3 pieces as the buffer unit for video processing. Finally, the SDI encoding chip outputs the display.
SDI接口电路设计 1. 介绍 SDI（Serial Digital Interface）是一种数字串行接口技术，广泛应用于视频传 输领域。SDI接口电路设计是指设计符合SDI标准的接口电路，用于实现视频信号 的传输和处理。本文将从以下几个方面详细介绍SDI接口电路设计。 2. SDI接口标准 SDI接口标准由SMPTE（Society of Motion Picture and Television Engineers）组织制定，包括多个版本，如SD-SDI（标清信号）、HD-SDI（高清信号）和 3G-SDI（超高清信号）等。 2.1 SD-SDI SD-SDI是SDI接口的最早版本，支持标清视频信号的传输，其数据速率为270Mbps。在SD-SDI接口电路设计中，需要考虑时钟恢复、数据解串、帧同步等功能。 2.2 HD-SDI HD-SDI是SDI接口的进一步发展，支持高清视频信号的传输，其数据速率为 1.485Gbps。在HD-SDI接口电路设计中，需要考虑更高的数据速率和更精确的时钟恢复等问题。 2.3 3G-SDI 3G-SDI是最新的SDI接口标准，支持超高清视频信号的传输，其数据速率为 2.97Gbps。在3G-SDI接口电路设计中，需要解决更高的数据传输速率和更复杂的 信号处理问题。 3. SDI接口电路设计要点 在进行SDI接口电路设计时，有一些重要的要点需要考虑。
3.1 时钟恢复 SDI接口中的时钟恢复是一项关键任务，它需要从接收数据中提取出时钟信号。常 用的时钟恢复方法有基于PLL（Phase Locked Loop）的时钟恢复和基于SMPTE标 准的时钟提取方式。 3.2 数据解串 SDI接口中的数据以串行的形式传输，接收端需要将串行数据转换为并行数据进行 处理。数据解串的关键是正确识别数据的起始和结束位置，并按照正确的时序进行解析。 3.3 帧同步 SDI接口中的数据按照帧的方式传输，因此需要进行帧同步以确保数据的正确对齐。帧同步的主要任务是检测起始码，并在起始码出现错误或丢失时进行恢复。 3.4 误码校正 在SDI接口传输过程中，可能会出现噪声、失真等问题，导致接收端收到的数据出现错误。为了提高传输的可靠性，需要对接收到的数据进行误码校正，常用的方法有CRC校验和前向纠错码（FEC）等。 4. SDI接口电路设计实例 以下是一个SDI接口电路设计的实例，以HD-SDI为例。 4.1 时钟恢复 在HD-SDI接口中，时钟恢复的关键是根据输入的串行数据提取出时钟信号，并将 其与数据恢复到并行形式。常用的时钟恢复电路包括PLL电路和CDR（Clock and Data Recovery）电路。 4.2 数据解串 数据解串是将HD-SDI接口传输的串行数据转换为并行数据的过程。在解串电路中，需要识别数据的起始和结束位置，并按照正确的时序进行解析。
基于FPGA的MADI接口设计 杜文凯;周南 【期刊名称】《电子设计工程》 【年(卷),期】2011(019)018 【摘要】常用的音频传输接口12S只能传输两路音频信号即左右通道，为了提高单根线路的传输能力，在单根传输线上传输多路音频数据，此设计完成了多通道音频接口的设计，使之能够发送和接收多通道的音频数据。32路的立体声转化成64个通道通过光纤或同轴电缆串行发送出去，与此同时可以接收到64个通道的串行音频数据。转化成32路的立体声。该设计主要采用Xilinx公司的FPGA芯片Spartan3e和接收发送芯片CY7C9689配合完成．由FPGA控制CY7C9689的接收与发送过程。%The interface of I2S commonly in using audio transmission can only transmite two channels of audio signals. In order to improve the transmission capabilities on a single line,this paper designs the interface of MADI, enabling it possible to transimit multichannel audio data on a single line. This design converts 32 stereo to 64 channels and transmits them by fiber or cable,at the same time, receives serial data of 64 channels, and converts them to 32 stereo. This design mainly uses Spartan3e from Xilinx and CY7C9689 to realize, with FPGA controlling the process of transmission of CY7C9689. 【总页数】4页(P157-160) 【作者】杜文凯;周南
利用FPGA实现低成本、高灵活度MIPI CSI 日前，在2014 MIPI联盟开放展示日上，莱迪思公司现场展示其两款MIPI衔接解决计划： 3.0视频桥接解决计划（包括支持MIPI CSI-2）以及MIPI DSI衔接计划，为消费、工业电子创造商带来高度灵便、低成本、可立刻投产的衔接解决计划。莱迪思市场营销解决计划总监Ted Marena表示，“移动技术（Mobility）正对越来越多的领域（不仅是移动终端设备）产生影响，这种影响力堪比当年的个人电脑（PC）技术。 其中移动技术所强调的移动便携性、低功耗、低成本等特性与莱迪思历来主见的元件器价值非常吻合。这也是莱迪思成为MIPI联盟的贡献级（Contributor）会员，并致力于为任何被移动技术所影响的领域提供产品、解决计划的初衷。” Lattice USB 3.0视频桥接解决计划是基于Lattice ECP3 系列的高清视频捕获和转换系统，可支持高速接收视频与音频数据，并打包成USB 3.0 UVC和UAC的数据帧，无需用法外部存储器缓存，有助于实现低成本计划设计。该计划（图1）极具灵便性，可同时支持 1.4a捕获功能（带有可选的HDCP解码）、 SD-、HD-、3G-SDI音频和视频捕获，并可通过扩展，实现与带有MIPI CSI-2、SubLVDS、HiSPi或并行接口的摄像机或互连。 图1，Lattice USB3.0 Video Bridge 开发板可以从HDMI， SDI以及MIPI CSI-2接口接收视频数据，然后通过USB3.0接口输出视频至显示设备，比如电脑。 据Ted Marena介绍，通过对包括MIPI CSI-2在内的扩展衔接，可快速将开发板转换成适合图像采集卡、、USB 3.0高清摄像机等诸多工业电子或消费电子产品设计。有无数客户利用该计划中MIPI CSI-2的摄像头计划举行包括机器视觉在内的工业视频应用开发。已有开发计划支持多摄像头（如两路摄像头）、多传感器同时接收信号并整合输 第1页共3页
FPGA高速收发器 设计准则 高速收发器(SERDES)的运用范围十分广泛，包括通讯、计算机、工业和储存，以及必须在芯片与芯片/模块之间、或在背板/电缆上传输大量数据的系统。但普通高速收发器的并行总线设计已无法满足现在的要求。 将收发器整合在FPGA中，成为解决这一问题的选择办法。 高速设计用FPGA 具备嵌入式数Gb收发器的低功耗FPGA架构，它能让设计人员利用高生产率的EDA工具提供实体层和逻辑层建构模块，研发出低成本的小型系统，使得设计师能够快速解决协议和速率的变化问题，以及为了提高性能和增加新功能时，必须进行设计修改所面临的重新编程问题，这些迫切需求的灵活性无法在ASIC和ASSP方案中获得。FPGA提供了一种单芯片解决方案，克服了多芯片方案中的互通作业、布线和功率问题。FPGA中的收发器在克服讯号完整性问题的同时，也能工作在一系列不同的系统或协议环境中。 收发器选择考虑 收发器的选择对于要获得所需的功能设计而言相当关键。设计师必须在设计初期阶段就分析收发器的功能和性能，并融合频宽需求、协议、多媒体类型、EMC和互通作业性所决定的设计准则指导选择。收发器的选择应该包括规格的符合性验证；针对抖动、噪音、衰减和不连续性等不利条件下的免疫能力或补偿能力；以及应用中的传输媒介的类型。根据目前多数组件存在的收发器错误纪录，不难发现将混合讯号收发器整合在数字电路FPGA中仅取得了有限的成功。因此，系统设计师在验证市场需求时要特别小心，要紧盯着制程、电压、温度、核心以及I/O端口，还有硅芯片生产能力等各方面的验证工作。 评估收发器发射性能的重要工具是眼图。这是建构在一系列分层PRBS周期上的发射机波形图量度。 透过利用眼状模板，眼图可用来显示特定指针的符合性。如果波形没有侵占眼图模板的张开区，通常意味着它符合抖动、噪音和幅度指针。另外，为确
基于FPGA的机载光纤SDI视频处理系统设计与实现 基于FPGA的机载光纤SDI视频处理系统设计与实现 摘要：随着航空技术和无人机应用的快速发展，对机载视频传输和处理系统的需求也越来越高。本文提出了一种基于FPGA的机载光纤SDI视频处理系统设计方案，并详细介绍了系统的硬件架构和软件编程实现。 关键词：FPGA；机载视频处理；光纤SDI；硬件架构；软件编程 引言： 随着航空技术的不断进步，机载视频传输和处理系统在军事和民用领域的应用得到了广泛关注。光纤SDI（Serial Digital Interface）被广泛用于视频传输，并具有速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点。为了满足机载应用的需求，本文设计了一种基于FPGA的机载光纤SDI视频处理系统，旨在提高视频传输效率和图像处理能力。 一、系统硬件架构设计 1. FPGA选择与配置 本系统选择了Xilinx公司的一款高性能FPGA芯片作为核心处理器。该芯片具有较大的逻辑门和存储单元资源，能够满足系统的复杂性和处理需求。在FPGA配置上，通过编程工具进行逻辑设计、综合、映射和布局，并进行时序调整以确保系统的稳定性和性能。 2. 光纤SDI接口设计 光纤SDI传输接口采用了标准的光纤传输线路，通过光电转换模块将电信号转换为光信号进行传输，同时在接收端再次进行光电转换，将光信号转换为电信号。这样可以保证视频信号的
质量和稳定性，提高传输距离和抗干扰能力。 3. 视频处理模块设计 视频处理模块包括图像采集、压缩、解压、编码、解码、图像增强和图像合成等功能。采用FPGA的并行处理优势，通过多 个处理单元并行处理，提高图像处理效率。系统还集成了图像增强算法和图像合成算法，能够实现对图像的清晰度、对比度、色彩等方面的优化，提供更好的视觉效果。 二、系统软件编程实现 1. 设计框架 系统软件编程采用基于VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）的设计框架。通 过对系统功能的划分和模块化设计，实现了各模块之间的通信和数据传输。同时，针对不同的视频处理功能，使用了适当的算法和数据结构，优化了系统性能和资源利用率。 2. 系统调试与验证 在软件编程完成后，进行了系统的调试与验证工作。通过实际的视频数据输入和输出，对系统进行了功能测试和性能评估，并对其中的问题进行了诊断和修复。 三、实验与结果分析 本文利用自主研发的基于FPGA的机载光纤SDI视频处理系统 进行了若干实验，验证了系统的稳定性和性能。实验结果显示，系统能够有效地传输和处理高清视频，并在图像质量和实时性方面表现出较好的优势。 四、结论与展望 本文设计和实现了一种基于FPGA的机载光纤SDI视频处理系统。通过对硬件架构和软件编程的详细介绍，验证了系统的可行性和有效性。未来的研究可以进一步改进和优化系统的性能、
CVBS转SDI最佳方案 概述 CVBS（Composite Video Blanking and Sync）是一种模拟视频信号格式，常用 于传输标清视频信号。SDI（Serial Digital Interface）是一种数字视频接口，用于 传输高清视频信号。CVBS转SDI的最佳方案是将模拟信号转换为数字信号，以提 高视频的质量和稳定性。 在CVBS转SDI的过程中，需要考虑以下几个方面： 1.信号转换的性能：转换器的质量直接影响到视频的质量和稳定性。因 此，选择高质量的转换器是实现最佳方案的关键。 2.信号传输的距离：SDI信号的传输距离较CVBS信号更长。在选择转 换器时，需要考虑信号传输的距离，以确保信号能够稳定传输。 3.兼容性：不同厂商的设备可能支持不同的信号格式和接口类型。因此， 在选择转换器时，需要考虑设备的兼容性，以确保能够顺利连接设备。 本文将介绍CVBS转SDI的最佳方案，并提供一些常见的转换器的选型说明。 转换器选型 CVBS转SDI的转换器有多种型号可供选择，下面列举了几个常见的选项： 1.模拟到数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）：这种类型 的转换器适用于将CVBS信号转换为数字信号。优点是价格较低，可在一定程度上提高视频的质量。但由于CVBS信号本身的限制，无法提供与SDI信号完全相同的视频质量。 2.高清转换器（HD Converter）：这种类型的转换器适用于将CVBS信 号转换为高清数字信号。它具有更高的性能和转换质量，可提供更清晰、更稳定的视频信号。但价格相对较高。 3.专业转换器：这种类型的转换器由专业制造商设计和生产，具有高度 的兼容性和可靠性。它们通常支持多种输入和输出接口，并具有先进的信号处理功能，以提供最佳的视频质量。然而，它们的价格相对较高，适用于高要求的专业应用场景。 根据具体需求和预算限制，选择合适的转换器是实现CVBS转SDI最佳方案的 关键。
sdi接口电路设计 SDI接口电路设计 SDI（Serial Digital Interface）是一种数字串行接口，用于在广播、电视、电影等领域传输高清视频信号。SDI接口电路设计是将SDI信号转换为数字或模拟信号的过程，需要考虑信号传输的稳定性、抗干扰能力、信噪比等因素。 一、SDI接口电路设计的基本原理 SDI接口电路设计的基本原理是将视频信号转换为数字信号，通过串行传输方式传输到接收端，再将数字信号转换为视频信号。SDI信号的传输速率很高，需要采用高速差分信号传输方式，同时需要考虑信号的抗干扰能力和传输距离等因素。 二、SDI接口电路设计的关键技术 1. 高速差分信号传输技术 SDI信号的传输速率很高，需要采用高速差分信号传输技术，以保证信号传输的稳定性和抗干扰能力。差分信号传输方式可以有效地抵消
信号传输中的共模干扰，提高信号传输的可靠性。 2. 时钟恢复技术 SDI信号传输过程中需要恢复时钟信号，以保证接收端能够正确地解 码视频信号。时钟恢复技术可以通过PLL（Phase Locked Loop）电 路实现，将接收端的时钟信号与发送端的时钟信号同步。 3. 抗干扰技术 SDI信号传输过程中容易受到干扰，需要采用抗干扰技术，以保证信 号传输的稳定性。抗干扰技术包括差分信号传输、屏蔽、滤波等方法。 三、SDI接口电路设计的实现方法 SDI接口电路设计的实现方法包括硬件设计和软件设计两种方式。硬 件设计需要考虑电路的布局、信号传输的稳定性、抗干扰能力等因素，同时需要选择合适的元器件和芯片。软件设计需要编写驱动程序，实 现SDI信号的解码和显示。 四、SDI接口电路设计的应用领域 SDI接口电路设计广泛应用于广播、电视、电影等领域，以及监控、
基于FPGA 的CameraLink 接口设计 摘要院阐述一种基于FPGA 的Camera Link 接口设计，该接口设计用于替换原来 发送端的并转串驱动器芯片SN75LVDS83B。系统将原来芯片实现的功能集成到FPGA 中，既降低了功耗，也节省了产品的成本。本设计利于产品的集成化，小型化。通过该设计实现了芯片的功能，同时将数字图像数据成功的传输到液晶屏上 进行显示。 Abstract: This article elaborates a kind of Camera Link interface design based on FPGA. The interface is designed to replace theoriginal sender of the parallel and serial driver chip SN75LVDS83B. The system will achieve the original chip functionality into the FPGA,which reduces power consumption, but also saves the cost of the product. This design is conducive to integration, small productsminiaturized. The function of the chip is designed and implemented by the design, while the successful transmission of digital image data tobe displayed on the LCD screen. 关键词院Camera Link；FPGA；图像传输Key words: Camera Link；FPGA；image transmission中图分类号院TN946 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）16-0218-02 0 引言Camera Link 是一种基于视频应用发展而来的通信接口，是在Channel Link 技术基础上发展出来的[1]。CameraLink 标准是由国家半导体实验室提出的一 种ChannelLink 技术标准发展而来的，它在传统LVDS 传输数据的基础上又加载了 并转串发送器和串转并接收器，利用SER/DES（串行化/解串行化）技术以高达 4.8Gb/s 的速度发送数据。Camera Link 标准使用每条链路需两根导线的LVDS传输 技术。驱动器接收28 个单端数据信号和1 个时钟信号，这些信号以7:1 的比例被 串行发送，也就是5 对LVDS信号通道上分别传输4 组LVDS 数据流和1 组LVDS 时钟信号，即完成28 位数据的同步传输只需5 对线，而且在多通道66MHz 像素 时钟频率下传输距离可达6m[2-4]。 系统使用Spartan-6 系列的FPGA，型号为XC6SLX45来进行设计。该系列的FPGA 为成本敏感型应用带来了低风险、低成本和低功耗的最佳平衡。该系列不仅拥有业界领先的系统集成能力，同时还能实现适用于大批量应用的最低总成本[5-6]。 本文阐述如何在FPGA 进行Camera Link 接口设计，使用该方法在FPGA 中设 计模块，用于替代原使用的并转串驱动芯片SN75LVDS83，即节约了成本，降低 了功耗，也便于系统的小型化。 1 系统软硬件设计1.1 系统硬件设计系统原电路如图1 所示，其中FPGA 将从 视频设备中采集到的数字图像数据，包括24位RGB 数据，行信号HSYNC，场信 号VSYNC，数据使能信号DEN，及一位保留信号，共28 路；同时还有像素时钟信号传输给并转串驱动芯片SN75LVDS83，通过该芯片将28 位CMOS/TTL 信号以7：1 方式并串变换为4 条LVDS数据信号，即Y0P 和Y0M 至Y3P 和Y3M。锁相环传 输时钟，即CLKOUTP 和CLKOUTM 通过第五条LVDS 链路与其中四路LVDS 数据信 号并行传输。 然后将5 路LVDS 信号通过连线传输到显示驱动板上的接收器芯片 SN75LVDS82，该芯片接收4 路LVDS 数据信号和1 路LVDS 时钟信号，将数据信号 串并转换为28位CMOS/TTL 并行信号，然后送到液晶屏的数字接口。系统显示屏 使用友达的5 寸液晶屏，型号为A050VW01，该屏具有RGB 数字接口。通过5 对
基于FPGA的4路HD-SDI光纤传输系统 杨洋 【摘要】介绍了一种基于FPGA和高速串行复/分接芯片实现多路高清视频信号无损传输的设计方案.详细描述了4路高清视频信号通过一根光纤实现远距离、无损传输的设计原理——发送端、接收端和硬件设计,以及FPGA模块的调试方法.【期刊名称】《光通信技术》 【年(卷),期】2015(039)005 【总页数】3页(P5-7) 【关键词】FPGA;高清串行数字接口;光纤传输 【作者】杨洋 【作者单位】中国飞行试验研究院,西安710089 【正文语种】中文 【中图分类】TN929 0 引言 1 系统整体设计 高清串行数字接口是美国电影电视工程师协会制定的SMPTE 292M标准,简称HD-SDI，其数率可达到1.485Gb/s或1.485/1.001Gb/s，这种接口能较好地解决广播级工作站对高清视频的传输要求。由于HDSDI接口具有传输简单、低成本的特点，使数字高清视频信号[1]实现高速率、无压缩和远距离传输得到了迅速发
展。HD-SDI接口规定包括：数字分量视频YCrCb彩色空间、4:2:2的10bit采样方案、一帧画面的亮度总数据为1920×1080以及色差总数据为960×1080等指标，是目前市面上最高清晰度的数字视频数据流标准。通过同轴电缆传输，HD-SDI信号最远传输距离可达140m[2]，可以满足一定应用场合的要求，但当传输距离达到数百米甚至数千米时，通过同轴电缆传输会导致信号衰减到无法识别，因此需要其它方式实现远距离的传输。为此，本文介绍了一种HD-SDI信号的光纤传输方案。 本系统采用Xilinx公司的XC6SLX45T作为主控芯片，使用其内置的高速串行链路接口完成低速串行信号的收发。外部串行链路复接芯片完成4路低速串行信号到1路高速串行信号的转换。采用GENNUM公司的GV7601[3]和GS2972[4]实现高清视频信号接口的转换。系统分为发送端和接收端，其原理框图如图1和图2所示。 1.1 发送端 发送端将输入的4路HD-SDI信号通过4片GV7601转换为4路标准的BT1120码流，将每组码流先缓存在FPGA内部FIFO中，将每路并行数据完成同步处理后以行为基本单位依次读出并打包成自定义的帧格式，在帧头加入视频通道编号、行编号等信息后通过FPGA自带的高速串行接口完成8B/10B编码和并串转换，转换为串行信号；然后，通过串行信号复接芯片TLK10002将4路低速串行信号复接为1路高速串行信号；最后，通过电光转换模块转换为光信号传输到远端。 在发送端，HD-SDI信号首先送给接口芯片GV7601，由其完成信号的解码工作。GV7601将输入的串行信号解码并输出BT1120格式的并行数字信号。在FPGA 内部首先将每一行数据缓存在内部FIFO中，然后由同步控制单元将输入的4路数据做同步处理，将每路并行数据的采样时钟从其各自的原始恢复时钟转换为系统时钟，从而将4路异步数据转换为4路同步数据，然后以行为单位从FIFO中读取图
基于FPGA的高速工业相机的设计与实现 樊辉;郑力新 【期刊名称】《微型机与应用》 【年(卷),期】2014(000)006 【摘要】A kind of high speed industrial camera based on FPGA implementation is introduced in this paper . The industrial camera includes the CCD and AD driver , data preprocessing and the design of UART interface and Cameralink interface . Besides , the design of actual operation result is given in the paper . The results show that the camera can be stable and reliable in high-speed and high resolution image acquisition work .%介绍了一种基于 FPGA 的高速工业相机的实现，其中包含了CCD、AD 驱动，数据预处理， UART 接口以及 Cameralink 接口的设计，并给 出了设计实际运行的结果。此相机可稳定可靠高速地完成大分辨率图像采集工作。【总页数】4页(P77-80) 【作者】樊辉;郑力新 【作者单位】华侨大学信息科学与工程学院，福建厦门 361021;华侨大学工学院，福建泉州 362021 【正文语种】中文 【中图分类】TB96 【相关文献】
Rev.A – Oct 2011 拓目科技发布系列视频转IP产品 关键词：VGA转IP DVI转IP HDMI转IP SDI转IP CVBS转IP Cameralink转IP 致力于提供高速图像、图形、视频信号处理解决方案的北京拓目科技有限公司（Beijing Topmoo Technology Co., Ltd）日前宣布推出TML-X2IP系列视频流转网络流产品，全面实现了各种制式高清视频网络发布的实时转换，吹响了网络视频高清化进程的号角。 从最初的ICQ文本交流到后来Skype语音聊天，再到如今的视频交互，人们通过互联网为载体进行的沟通方式已经发生了深刻的变化，大量的视频与图像内容开始进入互联网。而随着互联网基础设施的不断完善和用户带宽的迅速增长，视频内容的网络化实时发布开始成为互联网媒体新的焦点。 随着互联网视频技术的不断发展，视频网络化的应用需求在广播电视，网络娱乐，会议直播，教育培训，医疗卫生，安防监控等各个行业开始陆续出现，并呈现高速增长的态势。 拓目科技对此进行了专门的调研，并总结出视频网络化产品需求的几个重要特点。 1.视频源种类繁多，视频制式丰富多样。 科技发展日新月异，视频信号源的种类越来越丰富，信号源的接口形式越来越多样。常见的视频信号源可以分成以下几类。 第一类，采用光学传感器捕获自然界可视信号转化成电信号，这种信号源以常见的可见光相机，摄像机为代表，红外摄像机以及一些高光谱相机也属于这一类型。随着电子行业的发展，这一类型的信号源接口也日益丰富。早期的模拟标清监控摄像机一般为复合视频接口（CVBS），广电级标清摄像机的信号输出接口一般为数字SDI接口；随着传感器技术的改进，视频分辨率越来越高，各种高清信号接口不断涌现，比如现在常见的数字摄像机（DV）的视频输出接口一般为HDMI接口，专业级广电高清摄像机的视频输出口一般为HD-SDI接口。在工业检测领域，大部分工业相机的信号输出接口为Camera Link接口，该接口可以支持更大分辨率和更大带宽的传感器输出视频。 第二类，计算机生成的图形信号，常见的有计算机的显卡，将计算机内存中需要显示的图形送到显卡的显存中。随着计算机图形学的快速发展，显卡性能不断提升，计算机生成的图形信号也越来越逼真，数据量也快速提高，显卡的输出
目录 第1章系统概述 (5) 1.1 总体设计原则 (5) 1.1.1 系统应用先进性 (5) 1.1.2 平台运行可靠性 (6) 1.1.3 设备构建经济性 (6) 1.1.4 系统升级扩充性 (6) 1.1.5 综合应用易维护 (7) 1.2 系统设计依据 (7) 1.3 系统概述 (8) 第2章系统组成 (10) 2.1 需求分析 (10) 2.2 系统功能 (10) 2.3 系统显示模式 (11) 2.3.1 跨屏显示 (12) 2.3.2 叠加显示 (13)
2.3.3 缩放显示 (13) 2.3.4 漫游显示 (14) 2.3.5 分割显示 (15) 2.3.6 单屏独立4窗口 (15) 2.3.7 多组屏统一管理 (16) 2.3.8 非标信号切黑边 (17) 2.3.9 拼缝补偿技术 (17) 2.3.10 静态底图应用 (18) 2.4 Hades图像处理器硬件特性 (18) 2.4.1 FPGA自建运算机制 (19) 2.4.2 Crosspoint总线传输技术 (20) 2.4.3 无缝实时切换 (20) 2.4.4 标准化机箱结构设计 (20) 2.4.5 灵活的板卡设计 (21) 2.5 Hades图像处理器技术参数 (21) 2.5.1 输入接口-VGA (21) 2.5.2 输入接口-YPbPr (22)
2.5.3 输入接口-DVI（普通） (23) 2.5.4 输入接口-模拟视频 (23) 2.5.5 输入接口-SDI (24) 2.5.6 输入接口-HDMI (25) 2.5.7 输入接口-DVI（双链路） (26) 2.5.8 输入接口-光信号 (26) 2.5.9 输出接口-DVI/VGA (27) 2.5.10 双绞线输出接口 (28) 2.5.11 输出接口-SDI (29) 2.5.12 输出接口-光信号 (29) 2.5.13 预监信号输出接口 (30) 2.5.14 设备控制 (30) 2.5.15 功率和尺寸 (31) 2.5.16 安装与其他 (32) 2.6 特色应用说明 (32) 2.6.1 多信号输入输出 (32) 2.6.2 预监及回显 (33)