水下高清視頻光端機研制.pdf

1、海洋蘊藏著巨大的能量和資源，對人類的生存和發(fā)展有著極其重要的意義，世界各國加大了對海洋資源的勘探和開發(fā)。海洋探測裝備是獲取海洋信息的重要手段。其中，海底視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。針對我國水下高清視頻監(jiān)控能力不足的情況，本文研制了一種基于HD-SDI的水下高清視頻光端機。雖然HD-SDI技術(shù)在廣電領域和安防監(jiān)控領域已相當成熟，但是在海底視頻監(jiān)控領域應用不多。該方案具有傳輸無延時、實時性能好、安全性高等特點，此外，可以從目前大量的模擬視頻

2、監(jiān)控系統(tǒng)平滑升級到高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，前端后端無需重新布線，大大地節(jié)省了成本。
　　本文的主要工作為：系統(tǒng)方案的設計、芯片選型以及電路設計、FPGA邏輯設計以及系統(tǒng)調(diào)試。
　　首先，介紹了相關技術(shù)原理，包括非壓縮數(shù)字高清技術(shù)、光纖通信技術(shù)以及GTP收發(fā)器技術(shù)。其中，GTP收發(fā)器的設計是本文的重點與難點之一。在設計GTP收發(fā)器時，需要考慮的因素包括：理解收發(fā)器的接口和參數(shù)、信號完整性、阻抗和功率要求、印刷電路板設計要求等。

3、>　　其次，設計并實現(xiàn)了一種基于HD-SDI的水下高清視頻光端機。該系統(tǒng)使用Xilinx FPGA內(nèi)部的GTP收發(fā)器實現(xiàn)了8B/10B編解碼和串并轉(zhuǎn)換。與采用分離的串并轉(zhuǎn)換器相比，不僅消除了同步轉(zhuǎn)換輸出問題，還極大地縮小了PCB板的尺寸。系統(tǒng)包括水下光纖通信系統(tǒng)和甲板光纖通信系統(tǒng)兩部分，水下光纖通信系統(tǒng)主要完成高清視頻數(shù)據(jù)和其它接口數(shù)據(jù)的復用傳輸以及光電信號的轉(zhuǎn)換，甲板光纖通信系統(tǒng)執(zhí)行逆過程，將高清視頻數(shù)據(jù)與其他接口數(shù)據(jù)解復用。電路設計

4、主要包括FPGA選型及配置電路、HD-SDI視頻輸入/輸出電路、RS232/485/422電路、SFP光模塊電路、電源設計和時鐘電路。
　　再次，介紹了FPGA邏輯設計工程，包括HD-SDI視頻輸入模塊、時鐘和復位模塊、異步FIFO、RS232、RS485、RS422通信模塊以及Aurora核等。
　　最后，描述了對整個系統(tǒng)進行調(diào)試的過程，包括整個系統(tǒng)的硬件調(diào)試、通信鏈路誤碼率測試、通信鏈路建立測試以及最終的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。測試結(jié)