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半导体

广电设备方案转向高清 两类基于FPGA方案受关注

伴随着中国电视信号的数字化进程以及广电下一代网络(NGB)的建设,中国高清电视信号的发送和接收比例将在未来两年内快速提升。中国本土设备厂商正开发新一代高清广电设备,他们对两大类基于FPGA的高清方案高度关注。

高清/3D市场掀起新一代广电设备研发高潮

去年,央视一套、北京卫视、东方卫视等9个卫视频道开始播送高/标清内容,在业内形成了一股“高清热潮”。之后,多部3D电影上映,包括《阿凡达》、《爱丽丝梦游仙境》等等,在业内又刮起了一股“3D旋风”。这些热门应用也随之在广播电视设备领域掀起了一轮高清/3D设备研发热潮。

中国市场的进展仅仅是全球市场的一个缩影。根据Altera高级技术市场经理Tam Do先生的介绍,目前在全球特别是北美和欧洲,高清和3D应用正快速扩展,这也促使广电设备开发商在新一代设备中采用相应的标准和技术,以支持高清和3D的处理、播送和传输。

Tam Do先生今年在与中国本地的广播电视设备制造商广泛交流后发现,伴随着中国电视信号的数字化进程以及广电下一代网络(NGB)的建设,中国高清电视信号的发送和接收比例将在这两年快速提升。因此,中国广电设备制造商在与Tam Do先生的交流中,高度关注两大类与高清相关的技术方案,一是新一代广电设备中的3G SDI接口方案,这一接口是支持1080p高清和3D的关键接口,没有这一接口,设备将无法传输1080p高清和3D的内容。二是把标清内容转换为高清内容的技术方案。

由于目前中国的很多广播电视台发送的是标清或720p/1080i的高清片源,而这些电视台的目标是在一两年后播送1080p的内容,他们一方面需要在设备上采用支持1080p高清和3D的接口,另一方面需要将现在很多不符合高清要求的片源“加工”成高清的片源。由于广电设备市场是一个数量不算太大、标准演进又非常快的市场,因此,不适合研发成本非常高、需要大批量的应用而又不能灵活修改的ASIC或ASSP,FPGA(现场可编程门阵列)成为广电设备商技术方案的最佳选择。为此,中国的设备企业正基于FPGA加紧设计带有3G SDI接口的设备以及视频处理设备,以满足广播电视台的需求。

两大类高清/3D方案最受关注

针对广电设备厂商关注的3G SDI接口方案和标清内容转换为已经积累了很多年,形成了包括视频、音频、网络在内的比较完整的解决方案。此外,他们也是较早就在业内推出了符合高清和3D市场发展的一系列技术方案的厂商。例如,早在2006年,Altera就在业内第一家推出了应用于高清设备系统的3G SDI接口方案;在2008年,在业内第一个推出了将标清内容转换为1080p高清的视频处理方案。今年,他们准备在年中推出将内容转换为3D/4K的视频处理方案。表1  



 




在接口方案方面,3G SDI接口是由国际标准组织SMPTE制定的标准。最初,该组织提出SD SDI(标清SDI),这是制作标清内容的广电设备必须具备的,之后,伴随高清和3D制作的需求,该组织又提出了3G SDI。目前,很多广电设备公司已经做出了带有3G SDI接口的设备。而SMPTE组织最新的标准10G SDI,是针对光纤接入网设计的,虽然还没有在市场上被采用,但预计未来一两年,基于该标准的设备将上市。同时,在接口方面,Altera还提供一种将SDI转换为PCIe Gen2的方案。因为很多电视台需要将内容从设备的SDI接口输出给电脑中进行编辑,这就需要将SDI转换为PCIe Gen2,才能够输入到电脑中。此外,现在很多电视采用了HDMI和Display Port接口,但因为Display Port不需要授权费,HDMI需要授权费,未来很多电视的接口将会转向Display Port,因此, Altera也提供Display Port接口方案。

在标清转高清的视频处理方案方面,如图1所示 :



 

输入端-----输入端可以用SDI、Display Port、DVI/HDMI或BT656。

隔行扫描和缩放处理-----这部分是由Altera提供的软IP。其中缩放处理IP的功能是把高清转换成标清,也可以把标清转换成高清。

存储器控制接口----- DDR2/3控制器接口,这部分是由Altera提供的专门应用于视频系统的软IP。它比目前市场上普通DDR控制器效率要高很多,存储器接入效率达到92%%。而普通存储器控制器的接入效率仅为65%%到75%%。

音视频处理模块-----这是第三方提供的软IP,包括MPEG2、H.264以及JPEG2000等。

客户视频功能-----由客户自主设计,完成系统个性化设计。

此外,Altera还提供近20种软IP,包括SDI、Interlacer等。这也是目前业内最大的IP库。

Tam Do先生多年来一直密切关注中国广电设备行业的发展。他表示,在一两年前,中国广电设备市场上多是国外设备厂商在设计和提供产品,但这两年,他发现,中国本地的设备厂商的产品越来越多了。他认为高清和3D市场的快速进展给中国本地的设备厂商带来了新的增长机遇,这些企业会在未来几年中获得快速的发展。而Altera公司在广电设备市场也迎来了新的快速发展期。在2009年全球经济形势非常低迷的状况下,Altera广电设备解决方案同比增长率达到了两位数,2010年,该业务将迎来更快速的增长。



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