一種音視頻監視系統的設計和實現

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、準確、及時和信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。近年來，隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發展，音視頻監控技術也有了長足的發展。在音視頻技術不斷的發展情況下，音視頻監控目前可分為兩大類：數字音視頻監控系統和網絡監控（ 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，但通常卻僅支持少數幾條信道。本設計選擇了FPGA,事實證明這對于多信道輸入任務和信號處理任務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。

對于這個設計來說，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用來連接VGA顯示器或標準型電視機的音視頻輸出端口等。

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