Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2010 №10

Новые компоненты для видео и телевещания корпорации Gennum

Малец Сергей


Корпорация Gennum, образованная в 1973 г., является лидером в секторе разработки и производства микросхем и оптических модулей для профессиональной видео- и телеаппаратуры. Компанией разработан и запущен в производство широкий набор микросхем для обработки и передачи видеосигналов, в частности видеоконверторы, видеопроцессоры, коммутаторы, кабельные драйверы, сериалайзеры, эквалайзеры и т. п.

Введение

Gennum — лауреат технической награды Emmy за достижения в области телевещания высокой четкости (HD). Штаб-квартира корпорации расположена в г. Берлингтоне в Канаде, конструкторские бюро, проектно-исследовательские отделы и офисы по продажам находятся в Канаде, Мексике, США, Японии, Корее, Германии, Индии, Великобритании и на Тайване. Занимая ведущие позиции в производстве компонентов для приема и передачи видеосигналов высокой (HD) и стандартной четкости (SD) по последовательному цифровому интерфейсу SDI со скоростями передачи до 3 Гбит/с (3G) для профессионального видео и телевещания, Gennum предлагает передовые решения по обработке сигнала. Фактически большая часть производителей 3G-оборудования используют продукцию Gennum [1].

Первые инновационные продукты для передачи видео компания создала в 1980-х и была лидером в создании стандарта 3G SDI (Serial Digital Interface) — канала со скоростью передачи 3 Гбит/с, которая требуется для трансляции потоков цифрового видеосигнала с изображением формата 1920x1080 при прогрессивной развертке с кадровой частотой 50/60 Гц и глубиной кодирования цвета 10 разрядов.

Сегодня компания производит широкий спектр продукции для многочисленных видеостандартов SD, HD, 3G, а также поддерживает стандарты для приема и передачи трехмерного изображения. С 2009 года компания выпускает продукты обработки видео с интерфейсом РСIе.

В 2010 году ассортимент продукции Gennum пополнился новыми компонентами.

Оптические модули видео SFP

Компания выпустила пять новых изделий для третьего поколения оптических модулей 3G SDI:

  • GO2927 — двухканальный оптический ресивер;
  • GO2928 — двухканальный оптический трансмиттер;
  • GO2929 — оптический трансивер;
  • GO2917 — одноканальный оптический ресивер;
  • GO2918 — одноканальный оптический трансмиттер.

К наиболее существенным изменениям относятся:

  • Усовершенствование механизма защелкивания SFP-модулей.
  • Добавление пользовательского перезаписываемого EEPROM, дающего возможность изготовителям оборудования программировать собственную информацию в пределах SFP1, что позволяет их оборудованию идентифицировать модули.
  • Модули изготавливаются в двух исполнениях с расположением выводов для передачи видео или данных.

1 Small Form-factor Pluggable — компактный корпус оптического трансивера с возможностью «горячей» замены.

Оптический модуль видео SFP от Gennum

Рис. 1. Оптический модуль видео SFP от Gennum

В таблице 1 приведены сравнительные характеристики видеомодулей SFP.

Таблица 1. Сравнительные характеристики оптических видеомодулей в корпусе SFP

Характеристики GO2927 GO2917 GO2929 GO2928 GO2918
Описание 3 Гбит/с SDI 3 Гбит/с SDI 3 Гбит/с SDI 1310 нм 3 Гбит/с SDI 1310 нм 3 Гбит/с SDI 1310 нм
Двухканальный Одноканальный - Двухканальный Одноканальный
  PIN-ресивер FP/PIN-трансивер FP-трансмиттер |
Количество оптических входов 2 1 1 - -
Количество оптических выходов - - 1 2 1
Входная чувствительность при сигнале 3 Гбит/с, дБм -22 -22 -22 - -
Длина волны, нм 1260-1620 1260-1620 Tx 1310/ Rx 1260-1620 1310 1310
Скорость передачи, Мбит/с 50-3000 50-3000 50-3000 50-3000 5-3000
Мощность, мВт 600 300 650 700 350
Температурный диапазон, °С 0...+70
Питание,В 3,3
Корпус Video SFP

При производстве оптических SFP-моду-лей Gennum использует передовые технологии в области видеообработки: миниатюрный форм-фактор для цифрового видео (Video SFP), возможность «горячей» замены, высокую плотность видео, передаваемого по оптоволокну. Модули представляют собой законченные SDI-решения, устраняющие потребность в какой-либо внешней обработке сигналов, что существенно сокращает время проектирования видеосистем. Схема расположения выходов Video SFP создана таким образом, что к одному и тому же слоту в системе можно подключить двухканаль-ный трансмиттер, двухканальный ресивер, одноканальный трансмиттер, одноканаль-ный ресивер или трансивер. Они также могут использоваться для других форматов, таких как Ethernet и SDH.

Все видеомодули SFP оборудованы интерфейсом I2C для контроля и управления ключевыми параметрами: температурой, оптической мощностью и током смещения.

Трансмиттеры

Трансмиттеры GS2972 и GS2962 полностью совместимы со стандартами SMPTE2 424M и 425M (уровень A и уровень B) [2].

2 Международное общество инженеров кино и телевидения SMPTE было образовано в 1916г. в США для разработки стандартов аппаратуры регистрации изображения в киноиндустрии. SMPTE является независимой организацией и вместе с ITU-R в настоящее время разрабатывает стандарты для сектора обработки и передачи видеоизображений.

Кроме того, эти чипы позволяют производить преобразования от уровня А к уровню В. Полный набор интегрированных функций делает эти устройства идеальным выбором для передачи видео с разрешением 1080 пикселей с кадровой частотой 50/60 Гц.

Трансмиттер корпорации Gennum

Рис. 2. Трансмиттер корпорации Gennum

Трансмиттеры содержат интегрированный аудиоэмбедер (устройство, преобразующее аналоговый звук в цифровой и добавляющее его в цифровой поток видео), поддерживающий передачу звука в форматах AES3, I2S4[3, 4] и других форматах последовательной передачи аудиоинформации.

3 Стандарт цифрового звука, более известный как AES/EBU, официально имеет название AES3, описывает передачу цифровых аудиосигналов между различными устройствами. Разработан Обществом звукоинженеров (Audio Engineering Society, AES) и Европейским вещательным союзом (European Broadcasting Union, EBU) и впервые опубликован в 1985 году, исправлен в 1992 и 2003 годах. Существуют обе версии стандарта: и AES и EBU. Некоторое различие физических разъемов также определяется частью всей группы стандартов. Родственная система, S/PDIF, разработана как потребительская версия AES/EBU, использующая тип разъемов, более распространенный в потребительской среде.

4 I2S (Inter Integrated Circuits Sound) — двунаправленная асинхронная шина с последовательной передачей данных внутри одного устройства, содержащая всего две сигнальные линии: линию данных (SDA) и линию синхронизации (SCL).

Применение трансмиттеров:

  • камеры;
  • блоки управления камерами;
  • дисплеи;
  • роутеры;
  • цифровые видеорекордеры;
  • видеосерверы;
  • аудиоэмбедеры;
  • кодеры/декодеры;
  • тестовое и измерительное оборудование.

Ресиверы

Ресиверы GS2971 и GS2961 включают последние технологии и представляют компактное решение на одном чипе, которое содержит VCO, реклокер и цифровую SMPTE видео- и аудиообработку. 3G-ресиверы полностью совместимы с SMPTE 424M и 425M (уровень A и уровень B). Эти ресиверы являются единственным решением, обеспечивающим преобразование от уровня B к уровню A, что делает эти устройства идеальным выбором для видео с разрешением 1080 пикселей с кадровой частотой 50/60 Гц.

Ресивер корпорации Gennum

Рис. 3. Ресивер корпорации Gennum

Ресиверы позволяют осуществлять наиболее полную обработку видео, включая дескремблирование, расширенное обнаружение и коррекцию ошибок, а также извлечение вспомогательных данных.

Все ресиверы совместимы с DVB/ASI5. Наиболее подходящим решением для передачи потоков MPEG по каналу DVB/ASI можно считать GS9090B (десериалайзер с внутренним реклокером, работающий с потоком 270 Мбит/с) из-за его низкого потребления и небольшого размера.

5 Digital Video Broadcast-Asynchronous Serial Interface — асинхронный последовательный интерфейс для цифрового видео- и телевещания.

GS2971 содержит интегрированный аудио-деэмбедер, поддерживающий AES, I2S и другие форматы последовательной передачи аудиоинформации. Чип также имеет интегрированный генератор сигналов синхронизации для аудиоданных.

Применение ресиверов:

  • мониторы;
  • блоки управления камерами;
  • дисплеи;
  • роутеры;
  • видеосерверы;
  • цифровые видеорекордеры;
  • аудиодеэмбедеры;
  • кодеры/декодеры;
  • тестовое и измерительное оборудование.

Кабельные эквалайзеры

В 2010 году компания Gennum представила третье поколение кабельных эквалайзеров. Новые микросхемы обладают возможностью отключения питания и высоким уровнем контроля выходного сигнала.

GS2993 и GS2994 имеют интеллектуальное управление включением/выключением питания, позволяющее чипу работать в «спящем» режиме, когда он не используется. Селективный выход (от 400 до 800 мВ) дает возможность разработчикам использовать эквалайзеры в разработках, где важным критерием является энергопотребление. Устранение выходных высокочастотных составляющих позволяет существенно увеличить длину кабеля.

Кабельный эквалайзер корпорации Gennum

Рис. 4. Кабельный эквалайзер корпорации Gennum

GS2993 имеет два независимых выхода для управления двумя устройствами с разными входными характеристиками и/или подключенные кабелями разной длины. Эквалайзер GS2993 также включает функцию индикации длины кабеля (CLI). Имеются раздельные выходы для передачи видео и данных.

В таблице 2 приведена сравнительная информация о кабельных эквалайзерах.

Таблица 2. Сравнительные характеристики кабельных эквалайзеров

Характеристики GS2993 GS2994 GS2984 GS2964 GS2974A GS1574A GS9074A
Скорость передачи, Мбит/с 143-2970 143-1485 143-2970 143-2970 14-2970 143-1485 143-360
Коэффициент входного усиления (подстраивается предварительным усилителем от 0 до 6 дБ) Да Да Да Нет Нет Нет Нет
Развязка по выходу, В 1,2-3,3 1,2-3,3 2,5/3,3 3,3 3,3 3,3 3,3
Кол-во выходов 2 1 1 1 1 1 1
Индикация длины кабеля Да Нет Нет Нет Нет Нет Нет
3G длина кабеля, м 140 при 0,4UI 140 при 0,3UI 140 при 0,3UI 100 при 0,35UI 120 при 0,3UI - 140 при 0,3UI
HD длина кабеля, м 200 при 0,3UI 200 при 0,3UI 200 при 0,3UI 130 при 0,25UI 200 при 0,3UI 200 при 0,3UI -
SD длина кабеля, м 400 400 400 170 350 350 350
Совместимость - Все 16QFN EQs Все 16 QFN EQs Все 16 QFN EQs Все 16QFN EQs Все 16 QFN EQs Все 16QFN EQs
Температурный диапазон, °С -40...+85 -40...+85 -40...+85 -40...+85 0...+70 0...+70 0...+70
Мощность, мВт 160 160 195 215 215 215 215
Размер, мм 4x4
Корпус 24 QFN

Эквалайзеры позволяют работать с видеопотоком от 143 до 2970 Мбит/с и полностью совместимы с SMPTE 424М, 292М, 344М и 259М [2]. Максимальная длина кабеля — 140 м для формата 3 Гбит/с, 230 м — для HD и 400 м — для SD. Все эквалайзеры проходят тест как на соответствие плотности потока, так и на длину поддерживаемого кабеля. Энергопотребление у эквалайзеров третьего поколения на 10% ниже предыдущих и остается низким во всех режимах эксплуатации и на кабелях любой длины.

Структурная схема кабельного эквалайзера

Рис. 5. Структурная схема кабельного эквалайзера

Применение кабельных эквалайзеров:

  • роутеры;
  • блоки управления камерами;
  • видеомагнитофоны;
  • видеосерверы;
  • кодирующие устройства/декодеры;
  • тестовое и измерительное оборудование.

Решения для PCI Express

Компания Gennum предлагает набор микросхем для захвата и воспроизведения цифрового видео с последующей передачей по шине PCI Express, включая GN4124, — PCI Express мост, трансмиттеры и ресиверы видеосигналов, а также программное обеспечение.

Мост PCI Express GN4124 создан для совместной работы с матрицами FPGA, чтобы обеспечить полноценную передачу видео между интерфейсами SDI и PCI Express. PCI Express IP транзакции реализованы аппаратным способом в GN4124, поэтому нет необходимости в лицензии на программный модуль работы с PCIe внутри FPGA. Кроме того, применение GN4124 позволяет высвободить ресурсы матрицы FPGA.

GN4124 устанавливается по принципу plug-and-play, BIOS автоматически определяет мост в отличие от FPGA, которую нужно предварительно конфигурировать.

Интерфейс шины использует двойную скорость передачи данных, что позволяет достигать пиковой пропускной способности до 800 Мбайт/с в каждом направлении (1600 Мбайт/с — это пиковая пропускная способность PCIe).

Загрузочный файл для FPGA и программный драйвер (Windows XP) поставляются вместе с микросхемой GN4124. Для разработчиков доступен отладочный комплект — GN4124 Gullwing RDK Board.

Удлинители кабеля

Удлинители предназначены для передачи видеосигнала на расстояния, существенно большие, чем предусмотренные стандартным интерфейсом. Кабельные удлинители, разра ботанные в компании, позволяют соединять источник и приемник сигнала HDMI на расстоянии до 100 м. Трансмиттер GV8500 и ресивер GV8501 спроектированы так, чтобы работать в паре, и поддерживают HDMI 1.4, позволяя передавать видеосигнал по витой паре (САТх) и коаксиальному кабелю на расстояния:

  • максимальный поток 5 Гбит/с (1900x1080 пикселей с частотой 60 Гц) по коаксиальному кабелю — 100 м;
  • максимальный поток 5 Гбит/с (1900x1080 пикселей с частотой 60 Гц) по витой паре — 61 м;
  • максимальный поток 6,75 Гбит/с по витой паре — 45 м. GV8500/GV8501 могут работать с интерфейсами HDMI 1.4 и DisplayPort 1.1. Интерфейс HDMI 1.4 предполагает поддержку видеопотока со скоростью до 10,2 Гбит/с, DisplayPort 1.1 — до 10,8 Гбит/с.

Обеспечена поддержка предшествующих версий HDMI, включая 1.1, 1.2 и 1.3, что гарантирует обратную совместимость с имеющимся оборудованием.

Для разработчиков доступен отладочный комплект, как для передачи по витой паре RDK-CATX-HDM100, так и для передачи по коаксиальному кабелю RDK-5COAX-HDM100.

Применение удлинителей кабеля:

  • настенные установки широкоформатных ТВ-панелей;
  • системы домашнего кинотеатра;
  • устройства передачи видеосигнала по кабелю на большие расстояния.

Заключение

Следуя по пути инноваций и представляя новые разработки каждый год, компания Gennum подтвердила позицию лидера в производстве компонентов для профессиональной студийной видео- и телеаппаратуры. Сохраняя технологическое лидерство, компания продолжила экспансию на новые развивающиеся рынки — Корею, Индию, Россию, где ожидается высокий спрос на технологии видео высокой четкости и 3D-видео.

Литература

  1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Serial_Digital__Interface
  2. www.smpte.org/standards
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/PS
  4. http://www.aes.org/standards/about/

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке