基于Virtex-5 FPGA实现多数音视频采集_fpga音频录制

摘要：具有视频监视功能的高端安全系统刺激了对嵌入式系统的需求，这些嵌入式系统能迅速捕获多条音视频信道，处理和压缩信息，并且通过高速互联网连接或主机PC接口将信息传送到中央监视系统。本文利用Virtex-5FPGA的多种高级功能，实现音视频监视应用的单芯片或少芯片解决方案。

引言

本文探讨在Virtex-5 FPGA中实现设计的一些难题，然后用一个项目作为示范来详解充分利用其功能集的技法。设计过程包括几个步骤，从针对应用选择适合的Virtex-5开始。为便于本文叙述，我们假定IP模块已经过汇编，并且已经就绪备用或已经用CORE Generator生成。

针对应用选择适合的器件

多数音视频采集器件都支持单信道，以Y/Cr/Cb数据格式生成源同步数字信号。DSP虽然有能力采集数字音视频信号，也能够执行数字信号处理任务，但通常却仅支持少数几条信道。本设计选择了FPGA，事实证明这对于多信道输入任务和信号处理任务都是良好的替代方案。

图1所示为典型的安全视频监视系统，其中有一个3G/SD/HD/SDI视频接口。在此设计中，摄像头将3G—SDI格式的信息传送到电路板，后者继而收集数据，并且以145.5MHz的最高时钟频率将其转换成10位(Y/Cr/Cb格式)的源同步视频数据(10/20位的接口)。电路板以 96kHz的最高时钟频率处理源同步音频数据。

这里，存储器的容量是512Mb，宽度是32位，所以FPGA必须支持高达2Gb的扩展能力。

对于这个设计来说，FPGA必须支持多达十条数字音视频源同步输入信道(20位源同步Y/Cr/Cb数据格式)，并且必须可按照SD/HD数据格式配置。其他要求还包括音视频信号处理和可选压缩算法、带有高级DMA引擎的中央处理单元和一个用来连接VGA显示器或标准型电视机的音视频输出端口等。

要满足这些技术条件ÿ