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im电竞官网平台·多路数字光纤传输系统的设计软硬件架构
发布时间:2024-03-22 01:13:21 来源:im电竞官网 作者:IM电竞官网注册

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  ,典型的设计是8路数字视频的光纤传输,技术上主要的利用数据压缩和时分复用技术实现多路数字视频的实时传输,设计的内容主要包括A/D和D/A、并串/串并、视频压缩/解压缩、信道编码/解码以及电光/光电五个部分,其中并串转换、视频压缩解压缩、信道编码采用XC2VP30

  (1)关键技术:本设计的关键部分在于采用FPGA技术实现视频压缩设计和线路码编解码设计。压缩设计采用LZW算法实现,信道编码利用XC2VP30的高速串行收发模块将并行信号变为一路高速串行信号。LZW算法是一种无损压缩算法,具有实时性、压缩效率高的特点,可对不同的数据流进行自适应压缩。信道编码及冰川转换利用MGT实现,千兆位高速串行收发器(MGT)是嵌入在XC2VP30内的模块,是可编程的全双工高速串行收发器模块,速率最高可达3.125Gb/s.用FPGA技术实现以上设计,除了满足了新的带宽需求和降低系统成本之外,还可极大的简化系统设计,提高系统的可扩展性、可升级能力。

  多路数字视频光纤传输系统设计的关键技术是视频数据压缩解压缩和线路码编解码。本设计采用的LZW压缩算法是一种无损压缩算法,该算法具有实时性,压缩率高等特点,用FPGA实现数据的实时无损压缩能够将告诉信号变成缓变信号进行传输,降低通信的信道容量,提高数据的可靠性。MGT模块是嵌入在XC2VP30里的高速串行收发器,利用该模块来进行信道编解码设计可以简化设计,降低成本,提高系统的可靠性。

  系统工作原理:在发送端将摄像头输出的信号经过调整后送入A/D,转换后的数字信号送入并串模块进行一次复用,复用后的信号送入视频压缩模块进行数据压缩,然后对压缩后的数据进行信道编码,产生一路高速串行信号,最后进行电光转换将电信号转换为光信号送入光纤。在接收端进行相应的光电、解码、解压缩、串并和D/A变换后得到模拟视频信号。

  LZW压缩算法原理:首先将FPGA初始化,当FPGA准备就绪后,在第一个时钟脉冲上升沿到来时,向FIFO发出第一个读信号,则FIFO输出第一个字节待压缩的数据到字符串表模块,经数据比较单元后,判断接收到的数据是否在字符串表中,如果在,则把这个数据左移8位放在移位寄存器作为数据前缀,同时读入下一个字节的数据,FPGA将移位寄存器中的前缀与这个字节的数据相加后组成新的字符串,再判断这个新的字符串是否在字符串表中,如果不在,则将此新字符串添加到字符串表中,同时字符串表指针加1,然后将新字符串的前缀输出;如果在,则将字符串表中索引号作为前缀,继续接受下一字节,如此循环。2.需要的开发平台

  目标平台为Virtex II Pro开发平台,原因如下:本项目是利用FPGA实现多路数字视频信号的传输,在XC2VP30里实现视频数据压缩和高速并串转化,系统实时性的特点,需要硬件处理的平台具有较高的处理速度和丰富的逻辑资源,高速并串转化需要FPGA芯片内嵌入MGT模块,另外本设计还需要视频端口和外部子板扩展接口,因此,选择Virtex II Pro开发平台作为本设计的硬件平台。


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