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新疆25选7玩法:基于FPGA的无线视频技术应用解决方案详解

? 2018年07月12日 16:00 ? 次阅读

新疆25选7走势 www.ve66b.cn 数字视频技术是当今消费市场上最令人激动的一个亮点,而无线技术能够确保数据的加密并逐渐支持更高的数据率,因而成为不同设备之间传输视频信息的理想媒介。然而这个领域标准众多,这就使得提高产品的灵活性并缩短上市时间成为设计工程师面临的主要挑战??杀喑搪呒饩龇桨改诓考闪烁髦直曜冀涌?,它在确保数字视频处理和无线连接性能的同时,还能解决无线传输数字视频信息面临接口转换问题。

数字视频技术的出现成为一大喜事,相关技术的开发工作如同打开“潘多拉盒子”一样神秘。在争先恐后的数字化浪潮中,不同地域、不同产业和不同供应商不断地发明该领域的新技术,因此出现了众多的标准、格式、规则、规范以及相关的派生物,这就让设计工程师感到无所适从,系统设计工程师面对更多的挑战。面对数字视频中引入的技术、格式和标准,数字视频系统设计人员面临的最重要挑战是产品设计的风险和设计复杂性。如何根据地域的差异设计产品?如何快速而高效地实现需要的所有性能?能否有效地支持一系列的配置以满足不同市场层面的需求?系统设计人员的职责就是确保这一切设计目标顺利实现。

数字显示技术给系统设计人员提出了一些特有的挑战,这些挑战包括达到目标应用所需要的性能,面向特定技术的显示特征校正,并且产生目标显示的驱动信号。大量的计算负荷会导致性能成为数字显示应用中面临的最重要挑战,因为首先要实现与信号源的高带宽连接。

信号传送到显示之后,需要对数据进行一系列复杂的操作,例如从一种加密传输的格式中解码为像素映射(pixel map),并且为显示进行象素映射的优化。最后数据用于生成显示驱动信号。更困难的是这些处理过程都必须实时实现,并且信息数据流的传送速度要从大约25Mbps(流式HDTV)到1.5Gbps(原始未压缩的1080i HDTV显示数据)。

基于FPGA的无线视频技术应用解决方案详解

管线优化同样也是一个问题。数字图像数据必须适合特定的目标显示技术的特征。这都建立在类似的色彩学原理之上,但是都具有自己独特的、非线性的显示行为特征。因此RGB数据(通常都是面向CRT显示)必须进行处理才能在LCD、PDP或者其它的显示器上显示出可接受的显示效果。这种处理可能简单到就是色彩校正,也可能包括更多的算法来实现缩放、对比度调节、亮度控制、梯度平滑、边缘增强和影像增强,这就需要具有足够的处理能力。

管线的后端面临的挑战在于,显示驱动电路要对图像数据进行处理并且物理地驱动屏幕。这一个步骤将产生一系列的信号并且分配去驱动每一个独立的像素。这些驱动信号的格式随不同的技术而改变,具有严格的时序要求,并且其规范对于每种型号的显示器都是独一无二的。在数字投影仪的例子中,传统的产品接受模拟RGB视频输入,通过对数据进行适当的处理,然后驱动投影显示。这通常都是通过一些模拟(蓝)、数字(黑)和控制(绿)分量来实现,如图1所示。

基于FPGA的无线视频技术应用解决方案详解

随着数字一体化的发展,新产品可能要支持某些格式的直接数字输入,而且可能支持接收和显示编码文件格式。在这种情况下,设计人员面临的困难选择是支持何种输入和格式?然后必须选择和整合适当的部件以在设计中实现这样的选择,并使之满足性能方面的要求。图2所示为支持快速802.11 WLAN连接的设计实例。工程师可能要问:如何在系统控制器中实现新的逻辑来处理新的数据??为了整合新的部件,需要什么样的接口和信号标准?需要研发什么样的用户接口和控制软件?

由于802.11b、802.11a和HiperLAN2规范定义了非标准的接口,而且要求可以同数字显示及其它的视频产品之间接口,可编程逻辑自然就成为解决接口问题的理想解决方案。一般来说,可编程逻辑器件灵活、开发平台高效,因而能够加快开发进度。此外,FPGA性价比极高,因而是可行的产品解决方案。

图3所示为一个基于FPGA的数字一体化投影仪方案??梢钥吹?,在A/D变换器和现有的系统控制器之间加入了一个FPGA(用栗色示意)以及相关的逻辑。在这个设计中FPGA起到I/O仲裁的作用,接受来自所有三种信号源的输入。

当这样的连接处于有效状态时,数字RGB只是简单地流过。然而在USB 2.0和802.11b的情况下,FPGA完全管理这些新的接口,并且将输入数据流解码为数字RGB格式。由于FPGA支持一些高速接口,所以可以灵活地选择每一个其它的部件(存储器和ASSP等)。FPGA也使得与未来的无线标准(比如802.11a和HiperLAN2)以及现有的有线接口(比如以太网和IEEE1394)的接口成为可能。

FPGA能够完全独立或适当地借助一个ASIC或ASSP来实现编码/解码以及图像处理(用黑色/栗色??槔幢硎?等功能。FPAG也支持众多的加密/解密标准如AES、DES、三倍DES和一些特殊的类型。目前,在流媒体文件解密方面还没有建立牢靠的标准,业已存在的标准也因地域的差异和内容提供商的差异而呈现很大的不同。用可编程器件作解密引擎能够支持用户现在以及未来的需求。

作为显示驱动电路的核心,可编程逻辑设计可以支持两种或者更多的显示选项。在以下方面意义重大:控制昂贵的元器件成本;支持一系列基于一个通用内核设计的产品扩大市场;可以使用LVDS在电路板上(通常都可能导致穿越大量的电路板区域)来对信号布线,并且最小化系统级EMI以及噪声对关键信号的影响。

基于FPGA的无线视频技术应用解决方案详解

FPGA也特别适合设计独特而有吸引力的用户接口,它们是真正意义的GPIO,在今天激烈的市场竞争中,用户接口成为区别于竞争对手产品的最有效的方式之一。FPGA为该领域的创新提供了最大自由。

此外,可编程逻辑对于无数次的设计反复不会延误设计进度。在整合新的和不熟悉的技术时,这可能成为它得天独厚的优势。设计完成之后,产品就能够迅速发布并快速投入生产。当出现不可避免的设计以及不兼容性问题时,可以快速地解决并且对现场配备的系统迅速进行升级,因而极大地降低支持和服务成本。如果用户需求一种新的特征,一种不太一样的性能,或者一种新的配置,借助于FPGA就可以快速且有效地实现。如果在生产过程中面临一个系统元器件的供应问题,FPGA还可以作为备选解决方案确保产品及时发货。

总之,设备的便携性、移动性以及易用性已经成为数字视频信息无线传输技术发展的动力。随着无线技术数据率和QoS的不断提高,无线视频的梦想终将化为现实。然而,在数字系统中整合各种无线接口技术时仍然存在一些设计挑战,可编程逻辑器件通过提供到其它部件的接口、解码/编码、图像处理和加密/解密功能,以及快速上市时间和设计灵活性等有时能帮助设计工程师解决面临的问题

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发表于 2018-06-27 10:11 ? 121次阅读
FPGA系统中三种方式减少亚稳态的产生

FPGA设计的“三个代表”:Ultrafastd...

UFDM建议正确的HDL coding风格来满足目标器件,讨论时序约束和时序收敛。正确的IO约束,I...

发表于 2018-06-27 09:50 ? 77次阅读
FPGA设计的“三个代表”:Ultrafastd...

便携式GNSS导航信号采集回放系统,可编写针对K...

该系统的监控端采用了基于CortexA8系列的ARM处理器,该处理器同时兼顾了成本与性能的要求,可设...

发表于 2018-06-27 09:15 ? 91次阅读
便携式GNSS导航信号采集回放系统,可编写针对K...

关于FPGA的功耗评估需要知道些什么

项目设计初期会选型,工程师根据资源、IO、硬核、IP等选择对应型号的FPGA。功耗部分xilinx提...

发表于 2018-06-27 09:05 ? 75次阅读
关于FPGA的功耗评估需要知道些什么

新一代SoC FPGA提供系统可信根,防止关键数...

物联网(IoT)的规模和复杂性不断上升,对主动的强化安全措施的需求日益增加。仅利用软件安全功能已经不...

发表于 2018-06-27 08:31 ? 92次阅读
新一代SoC FPGA提供系统可信根,防止关键数...

关于嵌入式FPGA的内容详解

换句话说,eFPGA是一种数字可重构结构,由可编程互连中的可编程逻辑组成,通常表现为矩形阵列,数据...

发表于 2018-06-25 17:51 ? 173次阅读
关于嵌入式FPGA的内容详解

FPGA需要跑多快?影响FPGA计算性能的几大因...

我们写软件程序的时候,习惯了给函数很多参数作为条件,根据参数内容执行函数的操作。FPGA做计算就不希...

发表于 2018-06-25 16:46 ? 566次阅读
FPGA需要跑多快?影响FPGA计算性能的几大因...

为什么使用FPGA?FPGA为什么比GPU的延迟...

计算密集型任务的例子包括矩阵运算、图像处理、机器学习、压缩、非对称加密、Bing 搜索的排序等。这类...

发表于 2018-06-25 16:02 ? 605次阅读
为什么使用FPGA?FPGA为什么比GPU的延迟...

关于基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统的设...

高性能的模数转换器(Analog Digital Converter,ADC)被广泛应用于通信、仪器...

发表于 2018-06-25 11:45 ? 446次阅读
关于基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统的设...

关于光电扫描测量网络信号采集??榈纳杓?/a>

基于光电扫描的坐标定位系统是近年来新兴的一种坐标测量方法,具有精确度高、不易受周围环境干扰等优点,因...

发表于 2018-06-25 11:35 ? 369次阅读
关于光电扫描测量网络信号采集??榈纳杓? /></a>
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关于带通采样星载AIS非相干接收机的FPGA实现

AIS系统是一种船舶交通信息交换系统,船载AIS设备不断发送自身信息,如航向、吨位等,用以领航调度、...

发表于 2018-06-25 11:13 ? 360次阅读
关于带通采样星载AIS非相干接收机的FPGA实现

FPGA约束的详细介绍

介绍FPGA约束原理,理解约束的目的为设计服务,是为了保证设计满足时序要求,指导FPGA工具进行综合...

发表于 2018-06-25 09:14 ? 146次阅读
FPGA约束的详细介绍

状态机和组合逻辑的冒险竞争浅析

有限状态机(Finite State Machine, FSM),根据状态机的输出是否与输入有关,可...

发表于 2018-06-25 08:42 ? 95次阅读
状态机和组合逻辑的冒险竞争浅析

FPGA资源怎么平民化?阿里云的新改造

FPGA (现场可编程门阵列)由于其硬件并行加速能力和可编程特性,在传统通信领域和IC设计领域大放异...

发表于 2018-06-23 09:44 ? 117次阅读
FPGA资源怎么平民化?阿里云的新改造

FPGA中的冒险现象和如何处理毛刺

通过改变设计,破坏毛刺产生的条件,来减少毛刺的发生。例如,在数字电路设计中,常常采用格雷码计数器取代...

发表于 2018-06-23 08:49 ? 122次阅读
FPGA中的冒险现象和如何处理毛刺

面向数据包处理的Xilinx智能解决方案

在开放式协作服务爆炸性增长以及移动和社交网络不断发展的推动下,结合智能设备的普及以及不同服务供应商和...

发表于 2018-06-22 15:13 ? 95次阅读
面向数据包处理的Xilinx智能解决方案

NGcodec谈FPGA编码在HEVC和AV1上...

随着HEVC、AV1等更复杂算法的Codec份额逐步增长,实现高质量视频编解码需要硬件支持,软件的方...

发表于 2018-06-22 15:01 ? 109次阅读
NGcodec谈FPGA编码在HEVC和AV1上...

关于基于分数低阶协方差谱的频谱感知算法研究及其F...

长期以来,传统的频谱管理与划分采用静态频谱分配方式[1],导致无线频谱利用率低下,同时研究发现,即使...

发表于 2018-06-22 14:58 ? 471次阅读
关于基于分数低阶协方差谱的频谱感知算法研究及其F...

Xilinx FPGA对数字信号处理的性能

Xilinx FPGA 可提供卓越的数字信号处理 (DSP) 性能,能够满足音频处理、接口、压缩、嵌...

发表于 2018-06-22 14:57 ? 89次阅读
Xilinx FPGA对数字信号处理的性能

关于基于分段多项式近似的DDFS研究及FPGA实...

感应式磁力仪基于法拉第电磁感应原理,用于探测近地空间的低频交变磁场[1],它通常自带标准信号源,用于...

发表于 2018-06-22 14:55 ? 348次阅读
关于基于分段多项式近似的DDFS研究及FPGA实...

分布式算法是一项重要的FPGA技术

式中:xb(n) 表示第n个数据的第b位。由于x(n)为有限位数据,且xb(n)的取值为[0,1],...

发表于 2018-06-22 14:53 ? 513次阅读
分布式算法是一项重要的FPGA技术

关于基于前导的OFDM系统信道估计及FPGA实现

正交频分复用(OFDM)由于具有抗多径衰落,频谱利用率高等特点,因而被广泛用于无线通信系统中。但是由...

发表于 2018-06-22 14:51 ? 422次阅读
关于基于前导的OFDM系统信道估计及FPGA实现

获得高校、专家一致认可的小脚丫FPGA开发板到底...

背景 微控制器作为目前嵌入式系统设计的主力军在各行各业得到了广泛的应用,但随着物联网、智能硬件、VR...

发表于 2018-06-22 11:35 ? 108次阅读
获得高校、专家一致认可的小脚丫FPGA开发板到底...

揭秘造芯黑马的神秘面纱

如果说目前高端集成电路的落后现状是因为我国相关产业起步晚、积累少导致的,对于如今再次兴起的人工智能浪...

发表于 2018-06-21 08:02 ? 675次阅读
揭秘造芯黑马的神秘面纱
  • 世界杯今日开锣 竞彩之旅即刻启程 2018-12-17
  • 南洞庭湖下塞湖矮围正拆除 将现“潭面无风镜未磨”原貌 2018-12-17
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  • 瀚叶股份:关于收到上海证券交易所《关于对浙江瀚叶股份有限公司发行股份及支付现金购买资产并募集配套资金暨关联交易预案信息披露的二次问询函》暨公司股票继续停牌的公告 2018-12-17
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  • 从朝美的对话和双方表现的诚意来看,形势正向好的方向发展。这应了中国那句解铃还需系铃人的老话,只有当事国之间的直接对话才能真正解决问题,其它都是弯路。 2018-12-16
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