英特尔开发SDI II知识产权（IP）核支持多种SDI变体和数据速率

几十年来，广播视频设备串行数字接口 （SDI） 技术一直是连接广播行业用专业设备的既定标准。

SDI 设备包括摄像机、录像机、监视器、混音器和 PC。1989 年，美国电影电视工程师协会 （Society of Motion Picture and Television Engineers， SMPTE） 推出最初的 SDI 技术规范，规定通过造价不高、终端为经济耐用型 BNC 接头的 75 欧姆同轴电缆传输数字视频，传输速率为 3 Gbps。

该规范发布后经过多次修订，最大数据速率已从 3 Gbps 先后提高到 6 Gbps、12 Gbps 及以上，以支持更高的视频分辨率（高清、4K 和 8K）、更快的帧率以及多个数字音频通道和音频标准。SDI 仍在采用同轴电缆提供上述已大幅扩展的功能，不过现已增加了光纤传输，以便得到更广泛的应用。

FPGA 非常适合 SDI 实现方案。英特尔针对英特尔 FPGA 和 SoC FPGA 开发了 SDI II 知识产权 （IP） 核，这种内核支持 HD-SDI 单速率模式、3G-SDI 单速率模式、三速率模式和多速率模式。三速率模式支持 SD-SDI、HD-SDI 和 3G-SDI 标准，多速率模式支持三速率模式下的所有 SDI 标准，并增加了 6G-SDI 和 12G-SDI 标准。大多数英特尔 FPGA 和 SoC FPGA，包括英特尔 Agilex、英特尔 Stratix 10、英特尔 Arria 10、英特尔 Cyclone 10、英特尔 Stratix V、英特尔 Cyclone V 和英特尔 Arria V 设备家族中的器件，在与 SDI II IP 核一起使用时，支持多种 SDI 变体和数据速率。

英特尔前不久发布了一条有关使用英特尔 Agilex I 系列 FPGA 和 SDI II IP 核实现 SDI 样本的视频。该样本基于 SDI 重传设计，无需使用外部压控晶体振荡器 （VCXO） 来实现同步锁相，相反，它采用小数分频模式，在 FPGA 的 F-Tile 上使用了英特尔 Agilex I 系列 FPGA 的内部发射器锁相环 （PLL） 完成同步锁相。

每个英特尔 Agilex FPGA F-Tile 有 16 条传输通道，每条通道各有一个独立的发射器锁相环，可以用相同的 140 MHz参考时钟频率进行钟控，这意味着该 FPGA 可以在单个 Tile（小芯片）中支持多达 16 条运行重传设计的独立通道。英特尔 Stratix 10 和英特尔 Arria 10 FPGA 也具备此项能力，但未集成那么多的发射器锁相环，因此只能支持英特尔 Agilex FPGA 一半数量的独立通道。

该样本设计使用了英特尔 Agilex I 系列收发器 SoC 开发套件和 12G-SDI FMC 子卡。同轴 BNC 电缆将测试设置连接到测试示波器，测试示波器负责进行与 FPGA 的视频收发。该样本使用视频测试图案生成器的彩条信号标准，以 12G-SDI 数据速率传输。通过重传设计产生的校准抖动为 0.16 UI，超过了 SMPTE 标准规定的 0.3 UI。

将样本切换到 6G-SDI 产生的校准抖动仅为 0.05 UI，而切换到 3G-SDI 时，校准抖动为 0.08 UI。切换到 HD-SDI 和 SD-SDI 时，校准抖动分别为 0.03 UI 和 0.04 UI。这些校准抖动结果展现了 FPGA 内部发射器锁相环的低抖动特性。样本的多速率 SDI 设计可以对传入的数字视频进行重传，同时将输出数据速率从 SD-SDI 切换为 12G-SDI，所有这些都在 SMPTE 标准的校准抖动规定范围内。

审核编辑：彭静