一種音視頻監視系統的設計和實(shí)現

音視頻監控是安全防范系統的重要組成部分，它是一種防范能力較強的綜合系統。音視頻監控以其直觀(guān)、準確、及時(shí)和信息內容豐富而廣泛應用于許多場(chǎng)合。近年來(lái)，隨著(zhù)計算機、網(wǎng)絡(luò )以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，音視頻監控技術(shù)也有了長(cháng)足的發(fā)展。在音視頻技術(shù)不斷的發(fā)展情況下，音視頻監控目前可分為兩大類(lèi)：數字音視頻監控系統和網(wǎng)絡(luò )監控（ 嵌入式音視頻監控系統 ）。

針對應用選擇適合的器件

多數音視頻采集器件都支持單信道，以Y/Cr/Cb數據格式生成源同步數字信號。DSP雖然有能力采集數字音視頻信號，也能夠執行數字信號處理任務(wù)，但通常卻僅支持少數幾條信道。本設計選擇了FPGA,事實(shí)證明這對于多信道輸入任務(wù)和信號處理任務(wù)都是良好的替代方案。

圖1所示為典型的安全視頻監視系統，其中有一個(gè)3G/SD/HD/SDI視頻接口。在此設計中，攝像頭將3G-SDI格式的信息傳送到電路板，后者繼而收集數據，并且以145.5MHz的最高時(shí)鐘頻率將其轉換成10位（Y/Cr/Cb格式）的源同步視頻數據（10/20位的接口）。電路板以 96kHz的最高時(shí)鐘頻率處理源同步音頻數據。

這里，存儲器的容量是512Mb,寬度是32位，所以FPGA必須支持高達2Gb的擴展能力。

對于這個(gè)設計來(lái)說(shuō)，FPGA必須支持多達十條數字音視頻源同步輸入信道（20位源同步Y/Cr/Cb數據格式），并且必須可按照SD/HD數據格式配置。其他要求還包括音視頻信號處理和可選壓縮算法、帶有高級DMA引擎的中央處理單元和一個(gè)用來(lái)連接VGA顯示器或標準型電視機的音視頻輸出端口等。

要滿(mǎn)足這些技術(shù)條件，在實(shí)現設計時(shí)必須考慮幾個(gè)因素。其中的主要因素是時(shí)鐘要求分析、初始布局規劃、核生成和IP集成、時(shí)序約束定義以及布局布線(xiàn)后的時(shí)序分析和時(shí)序校正。但首先要決定FPGA的選擇。