FPGAs für Rundfunk- und Pro-AV-Lösungen
Entwickeln Sie mit FPGAs zukunftssichere Lösungen für Videoproduktions- und Broadcast-Anwendungen. Da künstliche Intelligenz viele Branchen verändert, erfahren Sie hier, wie FPGAs für KI-Inferenzierung und andere Funktionen für Audio und Video verwendet werden.
Transformation von Rundfunk- und Pro-AV
FPGAs spielen eine transformative Rolle in der Rundfunk- und professionellen Audio-/Videobranche (Pro AV), indem sie der steigenden Nachfrage nach qualitativ hochwertigen Inhalten, Übertragung mit geringer Latenz und Flexibilität beim Systemdesign gerecht werden.
KI-Integration und Edge-Computing
FPGAs in Edge-KI ermöglichen Sendeanstalten und professionellen AV-Profis intelligente, leistungsstarke Workflows, die effizient, skalierbar und an die sich schnell entwickelnden Anforderungen der Branche anpassbar sind. FPGAs mit KI ermöglichen eine neue Innovationswelle bei Rundfunk und Pro-AV mit Beispielfunktionen wie Echtzeit-Videoanalysen, Echtzeit-Untertiteln und KI-verbesserten Grafik-Overlays.
Vorteile von FPGAs
Übertragung mit geringer Latenz
Latenzzeiten sind bei Live-Übertragungen und professionellen AV-Setups von entscheidender Bedeutung. FPGAs bieten eine deterministische Leistung mit extrem geringer Latenz für Live-Streaming und die Bereitstellung von Inhalten.
Skalierbarkeit und Zukunftssicherheit
Die rekonfigurierbare Architektur von FPGAs ermöglicht es Sendeanstalten und AV-Profis, ihre Systeme zu aktualisieren, um neue Codecs, Auflösungen und Funktionen zu unterstützen, ohne Hardware ersetzen zu müssen, und so die Langlebigkeit der Investition zu gewährleisten.
Videoverarbeitung in Echtzeit
FPGAs ermöglichen die Echtzeitverarbeitung von High-Definition (HD), 4K-, 8K- und 16K-Videostreams, die für Übertragungen und Live-Events unerlässlich ist.
Video über IP und 5G-Übertragung
FPGAs unterstützen IP-basierte Videoübertragungsstandards (SMPTE ST 2110) und ermöglichen eine nahtlose Integration in moderne IP-Workflows.
Dan Feldstein, Chief Executive Officer, Crestron
"Wir haben uns für FPGAs als ideale Lösung entschieden, um Hardware-ähnliche Geschwindigkeit mit softwareähnlicher Flexibilität zu bieten. Wir haben uns für Altera [damals Intel PSG] als Partner entschieden, weil wir der Meinung waren, dass sie das beste Produkt, den besten Support und das beste geistige Eigentum haben, um unseren Entwicklungsprozess zu beschleunigen. Wir schätzen, dass wir durch diese Partnerschaft 40 % schneller auf den Markt kommen könnten. [Crestrons] AV-over-IP-Lösungen basieren ebenfalls auf FPGA Technik. Sie bieten latenzfreie, visuell verlustfreie High-Definition-Video-, Audiosteuerung und USB-Verteilung von einer unbegrenzten Anzahl von Quellen zu einer unbegrenzten Anzahl von Zielen. Und seit wir diese Technologien um FPGAs herum entwickelt haben, haben sich unsere Produkte im Laufe der Zeit weiterentwickelt und verfügen nun über Merkmale und Funktionen, die Qualität, die es bei der Entwicklung der Hardware noch nicht einmal gab."
Hiroya Yamamoto, Projektleiter, Ikegami
"Quartus® [Prime Software] hat nahtlos an IKEGAMIs Agilex™ 5 FPGA Entwicklungsprojekt für unsere Videolösung gearbeitet, die einen extrem hohen Datendurchsatz und geringen Stromverbrauch erfordert. Dank der beeindruckend schnellen Kompilierzeit von Quartus haben wir mehrere Design-Iterationen an einem Tag ausprobiert. Hervorragende Diagnosetools wie Signal Tap ermöglichten es uns, innerhalb von 20 Stunden nach dem Einschalten einen Proof-of-Concept abzuschließen und Kameraaufnahmen auf dem Monitor anzuzeigen. Wir freuen uns, dass Agilex™ 5 und Quartus eine neue Welt für FPGAs im mittleren Leistungsbereich eröffnen."
Rundfunk / Bild- und Tonübertragung
Der Broadcast-Markt umfasst wesentliche Technologien zur Inhaltsverarbeitung und -manipulation wie Umschaltung, Mischung, Farbkorrektur, Wiedergabebetrieb, Spezialeffekte und AV over IP. Diese Operationen müssen in Echtzeit mit nahezu null Latenz ausgeführt werden, was bei hohen Auflösungen erhebliche Rechenleistung erfordert.
Ein Videoumschalter ist ein Hardwaregerät, das verwendet wird, um zwischen verschiedenen Audio- oder Videoquellen zu wechseln oder zu wählen. Obwohl die Hauptfunktion darin besteht, zwischen Audio- und Videoquellen zu wählen, werden Videoumschalter manchmal verwendet, um Videos zu mischen und Filmmaterial oder Spezialeffekte zu einer sekundären Quelle hinzuzufügen. Videomischer werden hauptsächlich in Live-Events und Videoproduktionsumgebungen wie Produktionswagen und Fernsehstudios verwendet.
Wichtige Anwendungen:
- Studioproduktion
- Live-Events
- Außenübertragung
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (SDI, HDMI und Ethernet)
- Generische Videoverarbeitungwie Skalierung, Mischen, Umschalten, Keying usw.
Weitere Informationen:
Hochwertige professionelle Videokameras werden in Fernsehstudios und in der Filmproduktion eingesetzt. FPGAs sind ideal, um Kameraschnittstelle, Bildverarbeitung und Konnektivität in einem einzigen Gerät zu kombinieren, um Live-Videos zu filmen und zu verteilen (oder zu speichern).
Wichtige Anwendungen:
- Studioproduktion
- Kinoproduktion
- Live-Events
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (SDI, HDMI und Ethernet, LVDS, SLVS-EC, andere Sensorstandards)
- Image Signal Processing (ISP)
- Generische Videoverarbeitungwie Skalierung, Mischen, Umschalten, Keying usw.
- Videokomprimierung und -dekodierung mit niedriger Komprimierungsrate wie ProRes oder JPEG-XS
Weitere Informationen:
- Video and Vision Processing Suite Intel® FPGA IP Benutzerhandbuch ›
- Leistungsstarke Bildsignalverarbeitung und Kamerasensor-Pipeline-Design auf FPGAs
- Genlock Controller Intel® FPGA IP
- Intel® FPGA Streaming Videoprotokollspezifikation
- HDMI Intel® FPGA IP BenutzerhandbuchSDI II Intel® FPGA IP Benutzerhandbuch
- SDI II Intel® FPGA-IP – Benutzerhandbuch
Die Live-IP-Videoproduktion hat neue Netzwerkdesigns und -topologien eingeführt, um die geschäftskritischen Anforderungen des Live-Medientransports über ein Netzwerk zu erfüllen. Diese neuen Anforderungen stoßen an die Grenzen des derzeitigen Paradigmas für die COTS-Hardwarearchitektur mit erhöhten Anforderungen an die Medienverarbeitung, was den Einsatz spezifischer Hardwarebeschleuniger erfordert.
FPGAs eignen sich ideal für die Erstellung einer benutzerdefinierten Anzahl von Audio-/Video-Ports und den Anschluss an kommerzielle Standard-Edge-Computing-Geräte (COTS) als PCIe-Erweiterungskarten.
Wichtige Anwendungen:
- Studioübertragung
- Live-Produktion
- Kinoproduktion
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (SDI, HDMI und Ethernet)
- Generische Videoverarbeitung wie Skalierung, Mischen, Umschalten usw.
- Videokomprimierung und -dekodierung mit geringer Latenz, z. B . JPEG-XS
Weitere Informationen:
SMPTE ST 2110 ist eine Suite offener Standards, die Video-, Audio- und Zusatzdaten als separate Streams über ein IP-Netzwerk übertragen und im Rundfunk bereits weit verbreitet ist und nun der De-facto-Standard für AV over IP ist.
ST 2110 ersetzt ältere SDI-Systeme (Serial Digital Interface) durch die Bereitstellung einer gemeinsamen Rechenzentrumsinfrastruktur, bei der Essenzen über COTS-IP-Switches anstelle von teuren SDI-Routern geroutet werden.
Wichtige Anwendungen:
- Rundfunkausrüstung
- Gesundheitswesen
- Virtualisierte Videoproduktion
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (SDI, HDMI und Ethernet)
- Generische Videoverarbeitung wie Skalierung, Mischen, Keying usw.
- Niedrige Komprimierungsrate, geringe Latenz bei Videokomprimierung und -dekodierung wie JPEG-XSund andere proprietäre Standards.
Weitere Informationen:
Pro AV
Der ProAV-Markt umfasst mehrere Endanwendungen, darunter AV-Netzwerke, Videokonferenzen und Projektion. Diese Geräte haben in der Regel eine kürzere Lebensdauer von 5-7 Jahren, wobei neue Geräte in 1 bis 1,5 Jahren von der Markteinführung bis zur Markteinführung entwickelt werden.
Eine Klasse von Kameras, die sich für den Einsatz in Konferenzräumen oder automatisierten Umgebungen eignen, in denen kein Bediener erforderlich ist. FPGAs sind ideal, um Kameraschnittstelle, Bildverarbeitung und Konnektivität in einem einzigen Gerät zu kombinieren, um Live-Videos zu filmen und zu verteilen (oder zu speichern).
Wichtige Anwendungen:
- Konferenzraum
- Gotteshäuser
- Fernsehsendungen
- Live-Events
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (SDI, HDMI und Ethernet, LVDS, SLVS-EC, andere Sensorstandards)
- Bildsignalverarbeitung der Kamera (ISP)
- Generische Videoverarbeitung wie Skalierung, Mischung, HDR usw.
- Videokomprimierung und -dekodierung mit niedriger Komprimierungsrate wie ProRes oder JPEG-XS
Weitere Informationen:
- Video and Vision Processing Suite Intel® FPGA IP Benutzerhandbuch ›
- Leistungsstarke Bildsignalverarbeitung und Kamerasensor-Pipeline-Design auf FPGAs
- Genlock Controller Intel® FPGA IP
- Intel® FPGA Streaming Videoprotokollspezifikation
- HDMI Intel® FPGA IP BenutzerhandbuchSDI II Intel® FPGA IP Benutzerhandbuch
- SDI II Intel® FPGA-IP – Benutzerhandbuch
- Nextera - Adeas ST 2110 Core
- Nextera – Adeas IPMX Core
- NDI
AV-over-IP-Geräte verwenden ein standardbasiertes oder proprietäres Paketierungssystem für die Übertragung in IP-Netzwerken. Das standardbasierte System hat den Vorteil der Interoperabilität zwischen Produkten verschiedener Anbieter.
Die Verwendung von AVoIP wird jetzt verwendet, um die traditionellen Pro-AV-Anschlüsse wie HDMI, DisplayPort und SDI zu ersetzen, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass längere Kabelwege und einfaches Signalrouting möglich sind.
Wichtige Anwendungen:
- KVM
- Professionelle Produktion
- Gotteshäuser
- Digitale Schilder
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (SDI, HDMI und Ethernet)
- Generische Videoverarbeitung wie Skalierung, Mischen, Umschalten usw.
- Niedrige Komprimierungsrate, geringe Latenz bei Videokomprimierung und -dekodierung wie JPEG-XS,ProRes, VC-2, MPEG und andere proprietäre Standards
Weitere Informationen:
Videoprojektoren werden für viele Anwendungen eingesetzt, z. B. für Präsentationen im Konferenzraum, Schulungen im Klassenzimmer, Heimkino, Kinos und Live-Events.
Videoprojektoren verwenden eine sehr helle Ultra-Hochleistungslampe, um die für die Projektion des Bildes erforderliche Beleuchtung bereitzustellen. Moderne Projektoren verwenden FPGA Verarbeitung für Videoverarbeitung, Objektivkorrektur, geometrische Transformationen und andere Aufgaben.
Wichtige Anwendungen:
- Konferenzraum
- Live-Events
- Kino
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (DSC, DisplayPort, Vx1, SDI, HDMI und Ethernet, LVDS, SLVS-EC)
- Generische Videoverarbeitung wie Skalierung, Mischen, Umschalten usw.
- Niedrige Komprimierungsrate, geringe Latenz bei Videokomprimierung und -dekodierung wie JPEG-XS,ProRes, VC-2, MPEG und andere proprietäre Standards
Weitere Informationen:
Geräte zum Behandeln, Senden und Empfangen von Video und KVM über große Entfernungen mithilfe von Ethernet-Verkabelung in privaten oder öffentlichen Netzwerken. Zu den Endanwendungen gehören professionelle Shows, Videonetzwerke für Unternehmen, Videonetzwerke für das Gastgewerbe, Gotteshäuser, Beschilderungen und Videonetzwerke für den Einzelhandel.
Wichtige Anwendungen:
- Konferenzraum
- Digitale Schilder
- Gotteshäuser
IP-Funktionalität in Soft-Logik FPGA:
- Videoschnittstellen (SDI, HDMI, DP, Ethernet, LVDS, SLVS-EC, andere Sensorstandards, MIPI, Vx1)
- Generische Videoverarbeitung wie Skalierung, Mischen, Umschalten usw.
Weitere Informationen:
- HDMI FPGA IP-Core
- DisplayPort FPGA IP-Core
- MIPI (Partner) oder MIPI (Altera Agilex™ 5 FPGAs und SoCs)
- SDI II FPGA IP-Core
- IPMX-Kern
- NDI
Altera- und Partnerlösungen durchsuchen
Nutzen Sie die einsatzbereiten Lösungen von Altera und unseren Partnern, um Ihre Projekte zu beschleunigen.