基于GTP的VGA-DVI高清視頻光纖傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、視頻傳輸技術(shù)快速發(fā)展，遠(yuǎn)距離傳輸高清視頻成為趨勢。本文研究的視頻傳輸系統(tǒng)能夠提高視頻傳輸清晰度和距離。系統(tǒng)利用FPGA采集VGA/DVI視頻數(shù)據(jù)，通過吉比特收發(fā)器GTP(Gigabit Transceiver)和光纖傳輸并顯示非壓縮高清視頻。
　　本文的研究內(nèi)容與研究成果主要包括:
　　1)基于GTP的視頻數(shù)據(jù)光纖傳輸設(shè)計。采用GTP核將32bit并行視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高速串行數(shù)據(jù)，為了提高信道直流均衡特性，采用8B/10B編碼

2、，為了對齊字節(jié)邊界，在視頻數(shù)據(jù)流中插入comma字符，comma字符選擇K28.5。高速串行數(shù)據(jù)發(fā)送到SFP光模塊中進(jìn)行電/光轉(zhuǎn)換后，通過單模光纖發(fā)送。接收端收到單模光纖的信號后，在接收端的SFP光模塊和GTP核中進(jìn)行逆向轉(zhuǎn)換，并采用時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)CDR(Clock DataRecovery)從輸入串行數(shù)據(jù)流中提取恢復(fù)時鐘和數(shù)據(jù)，最后輸出時鐘信號和32bit并行數(shù)據(jù)到FPGA邏輯中。
　　2)高清視頻傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計。系統(tǒng)通過

3、接口芯片采樣VGA/DVI視頻信號和數(shù)據(jù)后輸入到FPGA中，其中VGA格式需要A/D轉(zhuǎn)換。FPGA識別視頻格式并編碼，本文創(chuàng)新性地將視頻格式編碼插入到場同步碼中，并在場消隱期間將場同步碼插入到視頻數(shù)據(jù)流中同步傳輸。視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行RGB8∶8∶8到Y(jié)CbCr4∶2∶2的色域空間轉(zhuǎn)換后在SDRAM中進(jìn)行幀緩存，最后通過GTP和光纖發(fā)送。接收端在GTP輸出的并行數(shù)據(jù)流中解碼得到場同步碼和視頻格式編碼后，利用PLL ADV的動態(tài)重配置特性動態(tài)恢復(fù)

4、對應(yīng)的像素時鐘，并產(chǎn)生相應(yīng)的視頻顯示時序，以實(shí)現(xiàn)多分辨率視頻的自適應(yīng)調(diào)整。視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過SDRAM幀緩存和色域空間轉(zhuǎn)換后顯示到LCD顯示器。
　　通過軟件、硬件的研究和設(shè)計，系統(tǒng)能夠以2.5G/s的速率傳輸無壓縮視頻數(shù)據(jù);能夠自適應(yīng)720p、1080p等8種主流分辨率的視頻傳輸與顯示，不同視頻格式的切換只需2.452us; SDRAM工作時鐘為150MHz;能夠?qū)崿F(xiàn)光纖傳輸?shù)臒岵灏卧O(shè)計。實(shí)驗結(jié)果表明，本文設(shè)計的視頻傳輸系統(tǒng)有較高的清