医療、セキュリティなどの分野で4K超高精細映像技術が広く応用される中、現場でプログラム可能なゲートアレイ（FPGA）は大型の超高精細映像画像処理タスクに協調してよく用いられています。高速トランシーバの8b/10b符号化方式によるデータ帯域幅利用率が低い問題に対して、FPGAベースの4Kビデオボード間伝送表示システムを提案します。本システム設計はFPGAをコアに、STM32マイクロコントローラとGSV2011コーデックチップを組み合わせてデータ伝送方式の制御を実現し、GTXのハードウェアインターフェースを最適化しました。マルチチャネルGTXトランシーバは64b/66b符号化方式を使用し、4Kビデオストリームのタイミングに基づいてエンコード送信・デコード受信ロジックを設計して伝送機能を実現します。さらに、マルチチャネルデータ同期、DDRマルチフレームバッファなどのロジックを設計し、チャネルのずれによるマルチチャネルデータ伝送の偏差や読み書きクロック速度の不一致による表示フレームのティアリング問題を効果的に解決しました。実験結果から、本システムは低いハードウェア資源消費で4K@60 Hz映像のボード間伝送リアルタイム表示を効率的かつ安定的に実現可能であり、8b/10b符号化に比べ有効帯域幅が3.12 Gb/s低減し、複数FPGAによる超高精細映像シナリオ協調処理のための柔軟かつ効率的でコスト低減の伝送ソリューションを提供し、優れた工学的応用価値を持ちます。

FPGA;4Kビデオ;GTXトランシーバ;64b/66b符号化