DSP设计流程
Altera针对定制开发提供了优化的DSP设计流程,该流程允许用多种不同的方式表达设计,包括VHDL/Verilog、基于模型的设计和基于C的设计。Altera的核心视频与影像处理套件可以与这些设计流程中的任何一个一起使用。Altera和MathWorks公司合作开发了一种综合的DSP开发流程,允许设计师充分发挥Altera FPGA的性价比优势,同时高效地使用MathWorks公司基于模型的设计工具Simulink。Altera的DSP Builder是一款DSP开发工具,可以用来连接Simulink和Altera公司先进的Quartus II开发软件。
DSP Builder提供了无缝的设计流程,设计师利用该流程可以在MATLAB软件环境中进行算法开发,并在Simulink软件中做系统级设计。然后形成硬件描述语言(HDL),提供给Quartus II软件使用。DSP Builder工具紧密集成了SOPC Builder工具,能帮助用户构建包含Simulink设计和Altera嵌入式处理器以及知识产权(IP)内核的系统。该开发流程非常直观,容易上手,适合在使用可编程逻辑设计软件方面没有太多经验的设计师使用。
视频与影像处理套件
视频与影像处理套件由9大功能块组成,其参数能够静态,或在某些情况下动态改变。表2对这些功能做了总结。
表2:视频与影像处理套件中的可用功能图1所示的二维滤波器GUI是用户配置类型的一个例子,它是与视频与影像处理套件中的内核一起提供的。 图1:二维滤波器GUI 分辨率、每次采样的位数、FIR滤波器尺寸、边缘行为、溢出行为和累加器长度都是二维滤波器内核中支持的静态参数。 目前已经有多家第三方公司发布了针对Altera FPGA和结构化ASIC的视频压缩解决方案。表3列出了一些通用视频压缩标准和相关的第三方公司名称。 表3:第三方视频压缩解决方案 Altera及其合作伙伴也提供视频系统中经常要用到的接口内核,包括ASI、SDI、10/100/1000M以太网和DDR/DDR2存储控制器。表4列出了部分这些类型的内核和参考设计。 表4:视频接口和系统IP 采用视频与影像处理套件的典型视频系统如图2所示。 视频开发套件
Altera有两款新的视频开发套件。其中一款是视频开发套件Cyclone II版本。它有一个双通道复合视频输入、VGA输出端口、96kHz音频I/O、256MB的DDR2 DRAM和Cyclone II器件。另外一款是音视频开发套件Stratix II GX版本,支持四通道的高清SDI、ASI、DVI、USB、千兆以太网、1394和DDR2 SDRAM。使用视频与影像处理套件、DSP Builder和SOPC Builder开发工具的视频参考设计也包含在这两款套件中。除了这些套件外,还有多个用于视频解决方案的Altera第三方开发套件。 性能基准
表5给出了功能实例和实现该功能所需的相应FPGA。 表5:编码标准基准 Altera的Cyclone II低成本FPGA可最多集成1.1Mb的嵌入式存储器、300个工作在250MHz的嵌入式9x9乘法器和68,000个逻辑单元(LE)。Cyclone II EP2C35器件是系列里中等规模的FPGA,25万片时的报价是22美元。Stratix II高性能、高密度器件最多可集成9Mb的嵌入式存储器、768个工作在450MHz的9x9嵌入式乘法器和179,000个LE。这些功能也可以用Altera的HardCopy II结构化ASIC器件实现。重要的逻辑、存储器和DSP资源留给预处理和后处理功能使用(如表6所示)。 表6:预处理和后处理基准 本文小结
FPGA非常适合于视频与影像处理应用,如广播基础设施、医疗成像、高清晰度视频会议、视频监测和军事成像。Altera FPGA的视频与影像处理解决方案包含了优化的开发工具与套件、参考设计、视频压缩IP、接口与系统IP以及Altera的视频与影像处理IP套件。这些解决方案可以改善许多视频与成像设备的成本、性能和产能。
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