С широким применением технологии сверхвысокого разрешения 4K в медицине, безопасности и других областях, программируемые логические матрицы (FPGA) часто используются совместно для обработки крупных задач с изображениями сверхвысокого разрешения. В связи с низкой эффективностью использования пропускной способности данных при использовании 8b/10b кодирования высокой скорости передачи, предложена система передачи и отображения 4K видео между платами на базе FPGA. Дизайн системы основан на FPGA в качестве ядра, совмещенном с микроконтроллером STM32 и кодек-чипом GSV2011 для управления способом передачи данных, а также оптимизирован аппаратный интерфейс GTX. Многоканальные приемопередатчики GTX используют кодирование 64b/66b, а логика кодирования отправки и декодирования приема разработана согласно таймингу 4K видеопотока для реализации передачи. Кроме того, разработана логика многоканальной синхронизации данных, многокадрового кэширования DDR, что эффективно решает проблему сдвига передачи многоканальных данных из-за перекоса каналов и проблему разрывов кадров из-за несоответствия скоростей тактов чтения и записи. Экспериментальные результаты показывают, что система может эффективно и стабильно обеспечивать передачу и отображение видео 4K@60 Гц в реальном времени с низким потреблением аппаратных ресурсов, а эффективная пропускная способность уменьшена на 3,12 Гбит/с по сравнению с 8b/10b кодированием, что обеспечивает гибкое, эффективное и более экономичное решение для совместной обработки сверхвысокого видео несколькими FPGA, обладающее хорошей инженерной практической ценностью.

FPGA;4K видео;приемопередатчик GTX;кодирование 64b/66b