Xilinx全新開發(fā)平臺(tái)力助廣播設(shè)備制造商應(yīng)對(duì)3D技術(shù)挑戰(zhàn)

2009年，隨著3D技術(shù)在影院和廣播領(lǐng)域的快速推廣以及消費(fèi)類顯示設(shè)備對(duì)視頻分辨率不斷提出更高的要求，設(shè)備設(shè)計(jì)人員與制造商迎來(lái)了前所未有的巨大機(jī)遇?！栋⒎策_(dá)》等3D影片為影院帶來(lái)了巨額收入，成為有史以來(lái)最賣座的大片，與此同時(shí)，、、Discovery Channel、DirecTV以及ESPN等電視內(nèi)容提供商也開始計(jì)劃推出3D電視，吸引客戶購(gòu)買包含3D內(nèi)容的付費(fèi)節(jié)目，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)增收。實(shí)時(shí)3D的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)設(shè)備技術(shù)提出了巨大挑戰(zhàn)，不僅要求進(jìn)一步提高存儲(chǔ)器的速度、增強(qiáng)性能、盡可能地重復(fù)利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)還要不斷降低功耗預(yù)算。與此同時(shí)，組件制造商在快速變化的環(huán)境中很難預(yù)測(cè)應(yīng)追崇哪種新興技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列()憑借其能顯著加速產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程，確保產(chǎn)品部署后仍能實(shí)現(xiàn)重編程等巨大優(yōu)勢(shì)，幫助設(shè)備制造商在標(biāo)準(zhǔn)未完全確定之前就快速搶占市場(chǎng)先機(jī)，從而使其當(dāng)之無(wú)愧地成為設(shè)備制造商的首選技術(shù)。

賽靈思致力在其服務(wù)的電子領(lǐng)域不斷滿足高帶寬、高質(zhì)量以及高性能的需求。單就廣播領(lǐng)域而言，隨著該行業(yè)積極提高技術(shù)裝備，以滿足全球體育賽事和其它各種活動(dòng)播出的要求，賽靈思的收入在過(guò)去12個(gè)月內(nèi)即增長(zhǎng)了兩倍。iSupply認(rèn)為，上述趨勢(shì)還將進(jìn)一步得到保持。支持3D功能的電視機(jī)購(gòu)買量將從2010年的420萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到2015年的7,800萬(wàn)臺(tái)，年增幅達(dá)80%，這將進(jìn)一步推動(dòng)新一輪廣播設(shè)備的采購(gòu)和技術(shù)開發(fā)熱潮。

在此前的技術(shù)轉(zhuǎn)型過(guò)程中，由于過(guò)去與PAL數(shù)10年來(lái)一直是標(biāo)準(zhǔn)制式，而創(chuàng)新步伐卻非常緩慢，廠商的設(shè)備要滿足計(jì)算、處理以及傳輸功能的需求，就只能使用固定的芯片器件，例如定制的專用集成電路()或是直接購(gòu)買現(xiàn)有的專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品()?，F(xiàn)在，情況已完全不同了。針對(duì)特定應(yīng)用開發(fā)需要12到18個(gè)月的時(shí)間，如果廠商僅靠來(lái)滿足當(dāng)前的視頻捕獲、處理、顯示或存儲(chǔ)市場(chǎng)需求，顯然無(wú)法適應(yīng)業(yè)界不斷變化的標(biāo)準(zhǔn)要求，從而導(dǎo)致無(wú)法保證足夠的供貨而不能獲得理想的投資回報(bào)，痛失市場(chǎng)。此外，我們還能從業(yè)界發(fā)展趨勢(shì)中看出，廣播領(lǐng)域的開發(fā)和投資呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)榇S和無(wú)工廠開發(fā)商對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展完善持觀望態(tài)度。但是，對(duì)I/O性能提升、多信道的實(shí)現(xiàn)以及降低功耗的需求是無(wú)止境的，這就促使廣播產(chǎn)業(yè)必須與賽靈思的“可編程技術(shù)勢(shì)在必行”的理念相一致。

廣播產(chǎn)業(yè)的“可編程技術(shù)勢(shì)在必行”

從賽靈思的角度，“可編程技術(shù)勢(shì)在必行”要求公司致力于可編程芯片技術(shù)的創(chuàng)新，提供業(yè)界領(lǐng)先的性價(jià)比、功耗、性能及可編程性，全面滿足廣播系統(tǒng)開發(fā)人員的需求；而從系統(tǒng)開發(fā)人員的角度來(lái)看，“可編程技術(shù)勢(shì)在必行”有助于賽靈思不斷推出更簡(jiǎn)捷、更智能、更具戰(zhàn)略可行性的設(shè)計(jì)平臺(tái)，來(lái)顯著縮短創(chuàng)建應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施所需的時(shí)間，幫助開發(fā)人員集中精力開展創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化特性。

賽靈思為其不斷豐富的目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)奠定了穩(wěn)固的芯片基礎(chǔ)。該平臺(tái)專為滿足廣播等特定應(yīng)用的獨(dú)特要求而精心設(shè)計(jì)。賽靈思通過(guò)提供包括專用IP、第三方設(shè)計(jì)工具、開發(fā)板套件以及參考設(shè)計(jì)等的集成生態(tài)系統(tǒng)，為設(shè)計(jì)人員在上構(gòu)建完整系統(tǒng)或子系統(tǒng)提供了所需的條件。這種平臺(tái)化方案使得FPGA能更好地滿足特定應(yīng)用的需求，從而幫助廣播開發(fā)人員更快速、便捷地在其系統(tǒng)中部署賽靈思的可編程平臺(tái)。

賽靈思的廣播

為了充分滿足3D電視的需求，賽靈思及其合作伙伴共同計(jì)劃添加H.264 MVC編解碼器，2xHD-SDI，新型標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)6Gbps光網(wǎng)絡(luò)鏈接的2x3G-SDI以及無(wú)與倫比的高性能實(shí)時(shí)硬件功能。賽靈思在本屆IBC2010展會(huì)上宣布推出：

Spartan-6 FPGA廣播連接功能套件：

賽靈思廣播連接功能套件支持采用低成本FPGA的Spartan-6系列進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。由于套件BCK支持三重速率(SD/HD/3G)串行數(shù)字接口(SDI)、高清多媒體接口(HDMI)、DisplayPort、DVI以及V-by-One標(biāo)準(zhǔn)，因而設(shè)計(jì)人員可用其評(píng)估設(shè)計(jì)方案，并在其設(shè)計(jì)方案中集成各種廣泛用于專業(yè)廣播市場(chǎng)的預(yù)定義視頻接口。在高度靈活的單個(gè)芯片設(shè)計(jì)中集成多種接口，并在用于非壓縮視頻與最新顯示技術(shù)的各種標(biāo)準(zhǔn)之間實(shí)現(xiàn)完美橋接，這將有助于大幅精簡(jiǎn)最終終端系統(tǒng)的物料清單。我們認(rèn)為3D電視的廣泛普及將使相關(guān)帶寬需求比當(dāng)前的1080p60格式提高兩倍，從而需要提升每套系統(tǒng)實(shí)施方案所需的SDI端口數(shù)量，或?qū)⑦@些端口的速度提升至6Gbps乃至全新的更高標(biāo)準(zhǔn)。

廣播處理引擎支持實(shí)時(shí)視頻處理：

賽靈思廣播處理引擎IP核首次在IBC上公開演示。廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能在單顆芯片上結(jié)合使用廣播處理引擎和廣播連接功能套件進(jìn)行視頻處理，從而幫助設(shè)計(jì)人員開發(fā)出從攝像機(jī)到顯示器、從交換機(jī)到存儲(chǔ)服務(wù)器乃至任何能滿足多種視頻應(yīng)用需求的完整視頻處理鏈。賽靈思實(shí)現(xiàn)了每個(gè)視頻模塊輸入與輸出的標(biāo)準(zhǔn)化處理，因此客戶能夠添加自己的IP并進(jìn)行升級(jí)，或通過(guò)賽靈思視頻流接口(XSVI)與賽靈思視頻IP混用或搭配使用。賽靈思廣播處理引擎可同時(shí)支持現(xiàn)有的和新興的各種標(biāo)準(zhǔn)，如3D與4Kx2K數(shù)字影院等。此外，該廣播處理引擎還將支持12位色深的視頻轉(zhuǎn)換器中高達(dá)4Kx4K的分辨率。

實(shí)時(shí)大幅降低視頻數(shù)據(jù)速率：

隨著越來(lái)越多的廣播公司向客戶推出3D電視內(nèi)容，他們必須確?，F(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施能支持更高帶寬的實(shí)時(shí)移動(dòng)。首次在大會(huì)上演示的VSofts H.264/AVC-I IP核能實(shí)現(xiàn)極低的時(shí)延，而且該符合ITU和 AVC-Intra標(biāo)準(zhǔn)，能在相同大小的數(shù)據(jù)通道上實(shí)現(xiàn)更高帶寬的實(shí)時(shí)廣播。H.264/AVC-I是賽靈思Encoding IP系列的最新成員。用戶可通過(guò)啟用這款I(lǐng)P以使其在廣播連接功能套件上運(yùn)行，并與廣播處理引擎IP結(jié)合使用，從而能夠迅速構(gòu)建系統(tǒng)并全面驗(yàn)證各類視頻和音頻應(yīng)用的性能。

IP核壓縮多通道音頻：

FPGA不但能夠降低視頻帶寬，而且還可使數(shù)據(jù)速率不斷提升，同時(shí)也是壓縮多通道音頻方面性價(jià)比較高的。賽靈思攜手Coreworks 推出一系列新型的音頻編解碼器IP核，可壓縮多通道音頻，以降低存儲(chǔ)需求并節(jié)約專業(yè)工作室之間或前端向消費(fèi)者傳輸音頻所需的帶寬?；贔PGA的解決方案使設(shè)計(jì)人員和構(gòu)建商能推出專門的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，從而降低成本、功耗并縮小總面積。新型IP核可專用于支持Dolby 、AAC以及MPEG-1 Layer II等標(biāo)準(zhǔn)，滿足向家庭發(fā)布內(nèi)容的需求，此外也支持Dolby E，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)工作室之間的發(fā)布。

賽靈思FPGA：廣播領(lǐng)域領(lǐng)先的芯片器件

賽靈思過(guò)去20多年來(lái)始終致力于提供可編程邏輯器件，并一直憑借其FPGA技術(shù)穩(wěn)居業(yè)界領(lǐng)先地位。賽靈思工程師專注于降低每一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的功耗，充分發(fā)揮工藝技術(shù)、電路設(shè)計(jì)技術(shù)以及具有功耗監(jiān)控功能的設(shè)計(jì)軟件的組合優(yōu)勢(shì)，使得賽靈思FPGA在具備業(yè)界尖端性能和出色器件密度的同時(shí)，還能確保系統(tǒng)良好的散熱功能。FPGA從65nm向40nm的過(guò)渡發(fā)展，使功耗銳降60%，而現(xiàn)在28nm器件功耗將又降低了一半。

若以終端產(chǎn)品性價(jià)比為標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有兩種不同系列的FPGA器件可供設(shè)計(jì)人員和制造商選擇。Virtex-6 FPGA系列為賽靈思目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)的高性能技術(shù)奠定了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。其采用業(yè)界前沿的40nm銅工藝技術(shù)，為定制ASIC提供了一種可編程替代方案，專門為滿足高計(jì)算強(qiáng)度應(yīng)用的需求而精心設(shè)計(jì)，可支持高帶寬和低功耗操作。支持高性能邏輯的針對(duì)領(lǐng)域優(yōu)化的器件、DSP以及高速串行連接功能可滿足多種不同邏輯功能的需求，并支持超過(guò)11Gbps的線路速率以及高于1200GMAC的DSP和1Tbps的串行帶寬。這些器件包含眾多集成型系統(tǒng)級(jí)模塊，如36Kb的 BRAM/、第三代DSP SLICE、PCI 兼容模塊以及三模以太網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制器(MAC)等。這些靈活特性使設(shè)計(jì)人員能在其基于FPGA的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)最高的性能水平和最強(qiáng)大的功能。

Spartan-6FPGA系列是賽靈思目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)低功耗、低成本的基礎(chǔ)。Spartan-6 FPGA將業(yè)界領(lǐng)先的系統(tǒng)集成功能與總成本最低的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，可全面滿足廣播應(yīng)用的要求。系統(tǒng)開發(fā)人員能以前代產(chǎn)品一半的功耗實(shí)現(xiàn)兩倍的功能提升，從而能夠充分滿足對(duì)新特性的需求，其中包括將器件密度從3,400個(gè)邏輯單元提升至148,000個(gè)，同時(shí)以支持SD和HD分辨率的多達(dá)8個(gè)3.125Gbps收發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)最低成本的集成型串行連接功能。Spartan-6 FPGA采用成熟的低功耗45nm工藝技術(shù)制造，實(shí)現(xiàn)了性價(jià)比和功耗的最佳平衡。其特性包括第二代DSP SLICE、PCI 接口內(nèi)核、18 Kb(2x9Kb)BRAM、存儲(chǔ)控制器、增強(qiáng)型混模時(shí)鐘管理器以及支持DVB-ASI、SDI和AES3音頻的SelectIO技術(shù)。這種獨(dú)特的功能組合提供了定制ASIC產(chǎn)品的低成本可編程替代方案，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了前所未有的易用性。

獲得廣播產(chǎn)業(yè)業(yè)經(jīng)驗(yàn)證的服務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)支持

賽靈思FPGA帶動(dòng)了各種視頻、音頻以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，并使這些技術(shù)在過(guò)去10年間廣泛應(yīng)用于廣播市場(chǎng)。賽靈思推出了專門針對(duì)廣播產(chǎn)業(yè)的豐富平臺(tái)，滿足了對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)視頻、音頻以及網(wǎng)絡(luò)接口的需求，并推出最高質(zhì)量的音視頻編解碼器，而且還實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的HD和3D電視視頻處理。由于能夠獲得如此全面的平臺(tái)支持，因此廣播設(shè)備工程師能夠集中精力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化創(chuàng)新。