小鸟科技借助Xilinx Kintex FPGA打造高性价比4K60无损分布式解决方案

行业挑战

各种大中小型指挥/视频管控中心、KVM坐席管理系统, 犹如指挥全身行动的人类大脑一般，在各级指挥城市运营中心、各行业指挥中心以及大中小型会议室集群中，扮演着核心调度的角色。所以，清晰的画质和实时的视频流,作为大脑收集、整理和分析数据进行决策或者实时交互的重要依据，需要非常专业的音视频处理系统提供全帧率无损超高清音视频支持。

传统的集中式矩阵产品最大规模只能支持百路信号，需通过多台级联来实现大规模信号切换，操作复杂，易用性差。分布式产品的出现，有效地解决了传统的集中式矩阵产品最大只能支持百路信号的规模瓶颈,成为中国各行业中小型指挥中心应用非常广泛的指挥控制系统解决方案。然而，随着指挥室、控制室等应用场景对视频的画质、时延、容量、可靠性的要求越来越高，多采用H.264、H.265等有损编解码算法的分布式产品，在画质、延时等方面同集中式产品相比有较大劣势. 越来越无法满足上述行业需求。

解决方案

分布式产品的先锋企业小鸟科技以赛灵思Kintex-7及Kintex UltraScale+系列平台为核心器件，借助该器件出色的性能、超高的BRAM资源利用率和集成度优势，创新性地推出了无损分布式产品 — UniStream，既解决了集中式矩阵产品规模的问题，又保证了视频信号的超高画质和超低延时。

图一 小鸟科技无损分布式产品UniStream

赛灵思产品系列主要在以下五大方面满足了小鸟科技的开发需求：

性能方面：赛灵思 Kintex-7及Kintex UltraScale+系列FPGA出色的IO性能和外部memory性能远超其他竞争对手，使得UniStream成为行业极具性价比的4K60无损分布式解决方案，并全面满足了4K60超高视频处理带宽需求。

资源方面：视频处理算法需要大量的block RAM （ BRAM）进行缓存，赛灵思平台优异的BRAM性能和超高利用率，使得UniStream在算法处理上相比前一代产品提升了1.5 倍

集成度方面：赛灵思FPGA丰富的逻辑资源、出色的IO和Memory性能、优异的BRAM及DSP性能、完整的以太网解决方案，使得小鸟科技可以将视频处理、以太网传输等众多功能集成于单芯片之上，使得UniStream实现了单节点功耗不到15W的高能效

可靠性：赛灵思FPGA 平台超高的可靠性， 为UniStream 提供了7*24小时稳定运行的超高可靠性。

灵活性：赛灵思 基于动态功能转换 （DFX）技术的独特的灵活应变能力和软硬件OTA在线升级功能，为小鸟科技及其用户适应未来的技术演进及远程维护提供了宝贵的成本及效率优势。

小鸟科技CEO李厚鹏先生表示, “赛灵思FPGA 平台出色的性能和简洁易用的Vivado开发工具，为我们快速开发业界领先的专业音视频解决方案，并将其率先推向市场提供了重要支持”

设计成效

借助赛灵思 FPGA 平台及赛灵思和其渠道合作伙伴安富利公司销售与技术专家的强大支持，小鸟科技无损分布式产品UniStream得以提前6个月提前上市，并在指控、会议等行业迅速获得广泛认可和部署。

其中一个成功部署案例就是一个市政府办公园区项目。在该园区的各个智能部门，城市大脑、警务联勤楼等，全部采用了小鸟音视频整体解决方案。总计40多间会议室采用了网络化分布式系统，实现跨楼层、全园区级的信号互联互通，打破了信号孤岛问题；应急指挥中心、武警指挥中心采用光纤架构方案，确保运行稳定及数据安全的同时，大幅提升了指挥中心的应急处置效率。