12G-SDI超高清影音传输规格为定时设计投下震撼弹

by Administrator Siliconlabs on ‎03-13-2017 02:16 AM

超高清(4K, UHD)显示器时代来了,也为影音传输应用的定时设计带来的全新的挑战和机会。近年,YouTube、Netflix和Amazon Instant Video等大型流媒体公司开始提供4K内容,毫无疑问,越来越多的内容将可以随时随地获取。正因如此,广播和专业视频内容供应商就会持续升级他们现有的传输接口,以满足更高分辨率的视频内容所带来的不断增长的带宽需求。

 

然而,影音规格的大幅跃进也为后端平台运营商带来极大的挑战,必须通过更先进的12G-SDI影音传输接口技术才能达成超高分辨率内容传输要求;如此一来,相关半导体解决方案供应商也必须提供更高规格、高精度的定时解决方案以支持全新的接口。芯科科技(Silicon Labs)做为全球顶尖的时钟/振荡器产品和定时解决方案供应商,特别针对12G-SDI接口的应用与设计趋势,以及相应的定时设计需求进行了详细的分析,以帮助行业人士掌握新技术革命的发展。欢迎观看完整文章。

 

SDI影音传输接口应用与设计发展趋势

 

多年来,广播公司和其他内容提供商使用SDI进行未压缩的视频传输,并且形成了一整套的基础架构来支持其运行,而4K影音内容的到来,已经使得现有的基础架构不敷使用需求。

 

目前,有三种方法可以通过SDI接口来传输4K内容。其中一个方法是利用4个电缆接口,每个接口承载3G视频数据;第二种方法将12G数据压缩到单个3G接口;而第三种方法是通过12G-SDI接口传输未经压缩的视频。

 

除非您是一个提供端到端解决方案的供应商,或者能够灵活地将使用12G-SDI的系统设计推销到较低端、但仍然广受欢迎的3G-SDI市场,否则,你需要设计多个SKU(库存单位)来满足不同的价格预期。设计团队的时间已经很紧迫,还要花费额外的时间和精力来设计并保持多个SKU,以支持12G-SDI和3G-SDI接口。重新使用现有硬件设计,并且根据正在被组装的SKU,在生产线上插入针对3G-SDI或12G-SDI的SDI组件,可以最大限度地节约成本,并且优化性能。

 

电影电视工程师学会 (SMPTE)定义了针对4K视频传输、基于SDI(用于12G-SDI的ST-2082)和10G以太网(SMPTE-2022-5/6) 的接口。使用12G-SDI(或用于IP视频传输的10千兆以太网)进行较高速的数据传输会增加传输介质中的损耗,并且减少视频源与接收端之间的总通信电缆长度。为了应对12Gbps产生的插入损耗和高频抖动,应该使用均衡器、时脉重整器和电缆驱动器等信号调节组件来将同轴电缆的长度延长至100米。这些均为设备的定时设计带来全新的挑战!

 

在日益受到关注的高清、超高清影音传输的定时设计方面,我们聚焦在四大领域,包括:

  1.   监控摄像头和医疗显像系统

  2.   广播影音系统

  3.   机顶盒和显示器系统

  4.   消费与工业影音应用系统

面向12G-SDI接口的定时解决方案

 

目前大多广播影音系统仍基于3G-SDI6G-SDI的架构及相关定时解决方案,然而,广播影音系统全面转向12G-SDI的趋势日益明朗,厂商已经纷纷投入部署相关硬件设备和软件解决方案。为了满足12G-SDI系统极严格的相噪要求,具备更优异抖动、相噪抑制性能的时钟产品势必获得市场更多的关注。

 

用以提供更高速度、更高性能和更加灵活的网络的设备正在部署中。这一转变对负责开关、运送、处理和存储网络流量的设备上用于提供定时和同步的时钟和振荡器提出了特殊要求,Silicon Labs 提供了低抖动、频率灵活、易于定制的定时解决方案,简化设计、降低成本的同时也提高了系统的可靠性。

 

我们的时钟产品的抖动性能和频率灵活性处于行业领先位置,并具备业界最广泛、高精度的晶体振荡器、时钟发生器、时钟缓冲器和抖动衰减器产品,以及 PCI Express (PCIe)时钟发生器和PCI Express缓冲器的产品组合。Silicon Labs的专利技术结合了同类最佳的频率灵活性和业界最低的抖动,提供快速启动的定制解决方案,可简化电路板设计,消除分立元件,并最大限度地提高系统性能。

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图说:Si534x应用于3G/6G/12G-SDI广播影音系统的超精简参考设计

 

一流的、超低抖动时钟设备旨在满足严格的规范和互联网基础设施的高性能要求,降低了多种计时应用的成本和复杂度。新型的Si534x任意频率抖动衰减时钟利用任意输入频率(8 kHz750MHz)生成任意输出频率(100Hz1,028MHz),同时提供行业领先的抖动性能(90fs rms相位抖动)。

 

Silicon Labs 的创新架构结合了专利的DSPLL®抖动衰减技术和MultiSynth低抖动分数频率合成技术。经过市场验证的DSPLLMultiSynth技术,可以在高度集成的PLL解决方案中进行任意的频率合成和抖动衰减,并通过消除大量分立器件,将BOM成本降至最低并降低了复杂度从而提供了巧妙的、易于使用的单芯片解决方案。

 

Si534x任意频率抖动衰减时钟特点:

  • 从任意输入频率产生任意输出频率组合

  • 超低抖动:100 fs rms

  • I2C/SPI orpin control

  • 可选环路带宽 (0.1 Hz - 8 kHz)

  • 符合 SyncE ITU-T G.8262

  • 快速锁定 PLL <100ms

  • 同步、自由运行和保持模式

  • 接受间隙时钟输入

  • 自动/手动无中断切换

  • 状态监控:LOLLOSOOF

  • 可重复编程以实现任意频率,无需变更 BOM

  • 可通过SPI I2C进行内部电路编程

 

Silicon Labs的时钟产品线相当完整,可以配合FPGA厂商的参考设计提供一站式的超高清广播影音系统参考设计。更多Silicon LabsSi534x任意频率抖动衰减时钟系列解决方案相关信息,欢迎访问中文官方网站相应网页:http://cn.silabs.com/products/timing/clocks/high-performance-clock-generators   

 

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