基于FPGA的HD-SDI轉HDMI接口設計與實現

付 強，楊文豪，倪文龍

（中國電子科技集團公司第五十八研究所，江蘇無錫 214072）

1 引言

隨著安防、監控等行業的發展，對高清視頻顯示方式的需求越來越靈活，各種相機、顯示設備和采集設備間的接口互聯問題也日益突出。目前市場常見的兩種不同接口間互相轉換的設備有Camera Link轉DVI、VGA與DVI互轉、VGA與HDMI互轉等，但很少見到SDI轉HDMI接口的設備。HD-SDI（高清串行數字接口，HD Serial digital interface）支持高清無損視頻傳輸，傳輸距離可達幾百米。HDMI接口因低成本、同時支持音頻和多種高清視頻格式等特點被廣泛應用于消費電子產品的視頻接口，如液晶顯示器、電視等[1]。

本文基于某工業園區內多路高清視頻監控的需求，提出一種將前端HD-SDI接口的攝像頭采集的高清視頻數據進行轉換，并在支持HDMI接口的終端設備上實時顯示高清畫面的實現方法。采用FPGA進行4路HD-SDI視頻接收、1路HDMI視頻輸出及不同視頻接口的轉換，采用2片DDR4完成視頻數據的乒乓緩存，具有成本低、實現靈活且易擴展等優點。

2 接口介紹

串行數字接口（SDI）是美國電影與電視工程師學會（SMPTE）定義的用單根同軸電纜來串行傳輸未經壓縮的數字視音頻信號的視頻標準接口。SDI視頻分為標準清晰度（SD）、高清晰度（HD）和3G 3種。HD-SDI接口傳輸速率可達1.485/1.4835 Gbps甚至更高。HD-SDI接口遵循SMPTE 292標準制定，傳送4:2:2串行不壓縮數字分量信號（YCrCb信號），傳輸速率達到270 Mbps，最遠傳輸距離300 m[2]。SMPTE 292M視頻標準是一種內同步方式的圖像傳輸標準。所謂內同步，是指將圖像行場同步信號內嵌于圖像數據中，不需要單獨的外部行場同步信號對圖像進行控制。……