一种音视频监视系统的设计和实现

音视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。音视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，音视频监控技术也有了长足的发展。在音视频技术不断的发展情况下，音视频监控目前可分为两大类：数字音视频监控系统和网络监控（ 嵌入式音视频监控系统 ）。

针对应用选择适合的器件

多数音视频采集器件都支持单信道，以Y/Cr/Cb数据格式生成源同步数字信号。DSP虽然有能力采集数字音视频信号，也能够执行数字信号处理任务，但通常却仅支持少数几条信道。本设计选择了FPGA,事实证明这对于多信道输入任务和信号处理任务都是良好的替代方案。

图1所示为典型的安全视频监视系统，其中有一个3G/SD/HD/SDI视频接口。在此设计中，摄像头将3G-SDI格式的信息传送到电路板，后者继而收集数据，并且以145.5MHz的最高时钟频率将其转换成10位（Y/Cr/Cb格式）的源同步视频数据（10/20位的接口）。电路板以 96kHz的最高时钟频率处理源同步音频数据。

这里，存储器的容量是512Mb,宽度是32位，所以FPGA必须支持高达2Gb的扩展能力。

对于这个设计来说，FPGA必须支持多达十条数字音视频源同步输入信道（20位源同步Y/Cr/Cb数据格式），并且必须可按照SD/HD数据格式配置。其他要求还包括音视频信号处理和可选压缩算法、带有高级DMA引擎的中央处理单元和一个用来连接VGA显示器或标准型电视机的音视频输出端口等。

要满足这些技术条件，在实现设计时必须考虑几个因素。其中的主要因素是时钟要求分析、初始布局规划、核生成和IP集成、时序约束定义以及布局布线后的时序分析和时序校正。但首先要决定FPGA的选择。