基于FPGA的多路视频收发系统的设计与实现

ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ ＶＨＤＬ ｌ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｒａ ｇ ｍｍｉ ｎ ｇ ， ａ ｌ ｌ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｆ Ｐ ＧＡ、 Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ ｃ ｈ ｉ ｐ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ；Ｆ Ｐ ＧＡ；ｄ ａ ｔ ａ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ；ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ
随 着 人 们 安 全 意 识 的 不 断 提 高 。 对 现 代 化 视 频 监 控 技 术也 有 了进一 步要 求 。 先 进 的视频 、 音频 、 数 据 的 综 合 传 输
Ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｔ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｉｅ ｇ ｓ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌｓ ａ ，ｔ ｈｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ
第２ ３卷 第 ２ ０期
Ｖｏ １ ． ２ ３
Ｎｏ ． ２ ０
电 子设计 工 程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ５年 １ ０月
０ｃ ｔ ．２ ０１ ５
基于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的多路视频收发 系统的设计 与实现
ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｒａ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｓ ｔ 、 ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ、 ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ， ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ．
Ｇ Ｕ Ｉ Ｄ ａ ｎ ． Ｙ Ｕ Ｚ ｏ ｎ ｇ － ｊ ｉ ｅ
（ １ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｔ ｆ ｗ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ２ ０ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
１ 总 体 设 计
整个 系 统 由两 端 设 备 组 成 ， 两 端 构 成 基 本 相 同 。习惯 上 ， 通 常 把 视 频 信 号输 入 的 一 端 称 发 送 端 ，另 一 端 则 为 接 收 端 。 发 送 端 由摄 像 头 采 集 视 频 信 号 ， 经 Ａ Ｄ转 换 模 块 ， 将 模 拟 信 号 转换 为 数 字 信 号 ， 经 处 理 的 数 字 视 频 信 号 及 其 他 数 据 信 号 在 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 中进 行 编 码 操 作 。 其 中， 部 分控 制 信 号 由 外处 理器 给 出 指令 。 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 编 码 处 理 后 的信 号 ， 由光 模 块 经 千 兆 以 太 网 传输 至接 收 端 。 在接收端 ， Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 负责 将 千 兆 以 太 网传 输 过来 的 编 码数据进行解码 ， 部 分 指 令 仍 由外 处 理 器 给 出 。 处 理 好 的 数 字视 频 及 其 他 数 据 经 Ｄ Ａ转 换 模 块 。将 数 字 信 号 转 化 为 可识 别 的模 拟 信 号 ， 最 终 在 显 示 器 上显 示 出来 。图 １ 给 出“ 收 发 系 统” 总体框 图。 本着节约成本 、 降低功耗 、 有效与其 他设备通用 的原则 ． 整 个 系 统 硬 件 采 用 基 板 和 背 板 的形 式 ，这 也 是 目前 电 子 、 通 信 行 业 最 为 流 行 的 一 种 设 备 安 装 模 式 。设 备 核 心 为基 板 。 负 责 完 成 高 速 数 据 复 分 接 和 光 通 道 的建 立 ． 提 供 各 种 功 能 扩 展
的特 点 ， 达 到 了设 计 要 求 。 关键 词 ：视 频 传 输 ；Ｆ Ｐ ＧＡ；数据 传 输 ；光 模 块
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ４ ０
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ２ ０ — ０ ０ ２ １ — ０ ４
பைடு நூலகம்
Ｈａ ｒ ｄｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｉ ｔ ｖ ｉ ｄｅ ｏ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰＧＡ
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｄ ａ ｔ ａ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ Ｐ ＧＡ，ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ
桂 丹 ． 喻 宗杰
（ １ ． 武汉软件工程职业学院 湖北 武汉 ４ ３ ０ ２ ０ ５ ； ２ ． 烽 火通 信 科 技 股 份 有 限公 司 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ） 摘 要 ：为 了 实现 对 多路 视 频 和数 据 信 号 的 同 步 传 输 ，提 出 了一 种 基 于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的视 频 数 据 综 合 传 输 系 统设 计 方 案 ， 并
完 成 系统 的 软 硬 件 设 计 。 该 系统 的 硬 件 部 分 主 要 由 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ、 Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ芯 片及 光 模 块 等 设 备 组 成 ， 软件部 分采用 Ｖ Ｈ Ｄ Ｌ语
言进 行 逻 辑 编 程 ． 能 够 完成 整 个收 发 系统 的 全部 功 能 。 实 际 工程 应 用 表 明 ， 该 系 统具 有 成 本合 理 、 操 作 简便 、 性 能稳 定