經(jīng)濟(jì)高效的音視頻連接與實(shí)時(shí) 4K 視頻處理解決方案

AMD Spartan UltraScale+ FPGA 集小型封裝、先進(jìn)的 I/O 功能與低功耗等優(yōu)勢(shì)于一體。該系列 FPGA 配備高速 16.3 Gb/s 收發(fā)器、內(nèi)置的外部?jī)?nèi)存控制器以及 PCIeGen4 接口，可為各種專業(yè)音視頻和廣播應(yīng)用提供強(qiáng)大的解決方案和長(zhǎng)期的供貨支持，這些應(yīng)用涵蓋 AV-over-IP 網(wǎng)絡(luò)橋接器、視頻轉(zhuǎn)換器、多畫面處理器、PCIe 采集、播放和處理卡等。

主要優(yōu)勢(shì)

可連接任意基帶視頻接口

非常適合 PCIe 視頻采集、處理及播放卡

可與 AV-over-IP 標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)互通 具有可定制的實(shí)時(shí) 4K 視頻處理功能

所有功能集成于單一器件之中

亮點(diǎn)

支持多種音視頻連接標(biāo)準(zhǔn)

集成 12G-SDI、HDMI 2.1 及 DisplayPort 1.4 接口

SDI 子系統(tǒng) IP 隨 AMD Vivado 工具提供，無需額外付費(fèi)

HDMI、DisplayPort 及 HDCP* IP 均可通過高性價(jià)比的視頻 IP 工具箱獲取

與 1G-10G 以太網(wǎng)無縫橋接，優(yōu)化 AV-over-IP 實(shí)現(xiàn)成本

實(shí)現(xiàn) Dante Audio、Dante AV Ultra、IPMX、IP10、NDI 及 ST 2110 等標(biāo)準(zhǔn)

依托 PCI EXPRESSGEN4，滿足音視頻采集、處理與播出需求

與前幾代相比，PCIe Gen4 具有更高的傳輸速率（最高可達(dá) 4 通道 16 GT/s ），可實(shí)現(xiàn)更高幀率、更出色的多流處理能力及更低延遲

通過使用 Spartan UltraScale+ FPGA 實(shí)現(xiàn) PCIe 橋接，可增強(qiáng)視頻采集與流式傳輸、編輯與渲染、外部存儲(chǔ)接口、實(shí)時(shí)音頻處理及 AI 視頻處理等應(yīng)用的性能表現(xiàn)

實(shí)時(shí) 4K 視頻處理

依托集成的 32 位 LPDDR4X/5 內(nèi)存控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)最高可達(dá) 4266 MB/s 的吞吐量，同時(shí)大幅降低 FPGA 邏輯資源占用，非常適合處理 4K60 視頻緩沖

依托可編程邏輯架構(gòu)，支持根據(jù)需求定制低延遲、高吞吐量的實(shí)時(shí) 4K 視頻處理功能，同時(shí)支持輕量級(jí)夾層編解碼器，如 JPEG XS、高吞吐量 JPEG 2000（ HTJ2K ）和 Blackmagic IP10

視頻流先進(jìn)行預(yù)處理，再輸入 GPU 或 CPU 進(jìn)行 AI 處理

TARGET APPLICATIONS

目標(biāo)應(yīng)用

PCIe 視頻采集/播出卡

Spartan UltraScale+ FPGA 不僅可實(shí)現(xiàn)各種基帶視頻連接，還集成了用于處理視頻幀緩沖的內(nèi)存控制器硬核 IP，同時(shí)配備用于 4K 視頻采集、處理和播出的 PCIe Gen4 接口，非常適合實(shí)時(shí)廣播與音視頻處理平臺(tái)。此外，該系列 FPGA 支持主機(jī)端軟件通過 PCIe Gen4 接口對(duì)其進(jìn)行配置管理，因此具備高度的靈活性與現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)能力。

該系列器件以硬核 IP 的形式實(shí)現(xiàn)內(nèi)存控制器和 PCIe 接口，不僅可顯著降低邏輯資源占用，而且相比上一代 28nm 器件，預(yù)計(jì)最高可實(shí)現(xiàn) 60% 的能效提升。1

視頻轉(zhuǎn)換器/AV-OVER-IP 網(wǎng)關(guān)

在處理多種類型的攝像頭和顯示器時(shí)，不同基帶視頻標(biāo)準(zhǔn)之間的互聯(lián)互通至關(guān)重要，而 Spartan UltraScale+ FPGA 能夠很好地滿足這一關(guān)鍵需求，是實(shí)現(xiàn) HDMI、DisplayPort 及 SDI 接口對(duì)接的出色選擇。

此外，Spartan UltraScale+ FPGA 還可作為 SDI-IP 或 HDMI-IP 網(wǎng)關(guān)，在基帶視頻與 Dante AV、IP10、IPMX、NDI 或 ST 2110 等視頻流之間高效完成轉(zhuǎn)換。正是憑借這項(xiàng)功能，Spartan UltraScale+ FPGA 能夠出色駕馭現(xiàn)場(chǎng)直播場(chǎng)景中的 SDI/IP 混合工作流程，同時(shí)滿足專業(yè)音視頻領(lǐng)域的 HDMI/IP 應(yīng)用需求。

Spartan UltraScale+ FPGA 最多可配備 572 個(gè)通用 I/O（ GPIO ）與 8 個(gè) 16.3 Gb/s 收發(fā)器，能夠充分支持傳統(tǒng)及新興音視頻協(xié)議。

AMD 成本優(yōu)化型 FPGA 產(chǎn)品

整個(gè)成本優(yōu)化型 FPGA 產(chǎn)品具備靈活的可擴(kuò)展性，可支持設(shè)計(jì)在不同項(xiàng)目中重復(fù)使用。

功能特性

進(jìn)一步了解AMD Spartan UltraScale+ FPGA，請(qǐng)?jiān)L問產(chǎn)品專區(qū)。

尾注

預(yù)測(cè)基于 AMD 2024 年 1 月的內(nèi)部分析，根據(jù) AMD Artix UltraScale+ AU7P FPGA 的邏輯擴(kuò)展數(shù)量計(jì)算總功耗（靜態(tài)功耗及動(dòng)態(tài)功耗），以使用 Xilinx Power Estimator (XPE) 工具（版本2023.1.2）估算 AMD Spartan UltraScale+ SU200P FPGA 與 AMD Artix 7 7A200T FPGA 的總功耗。實(shí)際總功耗在最終產(chǎn)品上市時(shí)可能會(huì)有所不同，具體取決于配置、設(shè)計(jì)、使用情況和其他因素。(SUS-006)

基于 AMD 2023 年 12 月的內(nèi)部分析，根據(jù)相應(yīng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊(cè)對(duì)比 Spartan UltraScale+ FPGA 與上一代 AMD 成本優(yōu)化型 FPGA 中的安全功能數(shù)量。(SUS-002)