FPGAs สําหรับการออกอากาศและโซลูชัน Pro AV

ออกแบบโซลูชันที่รองรับอนาคตสําหรับแอปพลิเคชันการผลิตและออกอากาศวิดีโอด้วย FPGAs เมื่อปัญญาประดิษฐ์พลิกโฉมอุตสาหกรรมมากมาย ให้สํารวจว่ามีการใช้ FPGAs อย่างไรสําหรับการอนุมาน AI และฟังก์ชันอื่นๆ สําหรับเสียงและวิดีโอ

การเปลี่ยนแปลงการออกอากาศและ Pro AV

FPGAs มีบทบาทในการปฏิรูปในอุตสาหกรรมการออกอากาศและภาพ/ภาพระดับมืออาชีพ (Pro AV) โดยจัดการกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของเนื้อหาคุณภาพสูง การส่งสัญญาณความหน่วงต่ํา และความยืดหยุ่นในการออกแบบระบบ

การผนวกรวม AI และการประมวลผลที่ Edge

FPGAs ใน Edge AI ช่วยให้ผู้ออกอากาศและมืออาชีพด้าน AV สามารถบรรลุเวิร์กโฟลว์ที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพสูง ซึ่งมีประสิทธิภาพ ปรับขนาดได้ และปรับตัวได้ตามความต้องการที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรม FPGAs ด้วย AI ทําให้เกิดนวัตกรรมใหม่ในการออกอากาศและ Pro AV ด้วยฟังก์ชันตัวอย่าง เช่น การวิเคราะห์วิดีโอแบบเรียลไทม์ คําบรรยายแทนเสียงแบบเรียลไทม์ และการโอเวอร์เลย์กราฟิกที่ปรับปรุงด้วย AI

ประโยชน์ของ FPGA

การส่งสัญญาณความหน่วงต่ํา

ความหน่วงแฝงมีความสําคัญอย่างยิ่งในการออกอากาศสดและการตั้งค่า AV ระดับมืออาชีพ FPGAs ให้ประสิทธิภาพที่มีความหน่วงแฝงต่ําเป็นพิเศษและการสตรีมแบบสดและการส่งมอบเนื้อหา

ความสามารถในการปรับขนาดและการประมวลผลในอนาคต

สถาปัตยกรรมที่กําหนดค่าใหม่ได้ของ FPGAs ช่วยให้ผู้ออกอากาศและมืออาชีพด้าน AV สามารถอัปเดตระบบของตนเพื่อรองรับตัวแปลงสัญญาณ ความละเอียด และคุณสมบัติใหม่ๆ โดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ เพื่อให้มั่นใจถึงความคงทนในการลงทุนที่ยาวนาน

การประมวลผลวิดีโอแบบเรียลไทม์

FPGAs เปิดใช้งานการประมวลผลวิดีโอความละเอียดสูง (HD), 4K, 8K และ 16K แบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการออกอากาศและกิจกรรมสด

วิดีโอผ่าน IP และการออกอากาศ 5G

FPGAs รองรับมาตรฐานการส่งวิดีโอบน IP (SMPTE ST 2110) และช่วยให้สามารถรวมเข้ากับเวิร์กโฟลว์ IP สมัยใหม่ได้อย่างราบรื่น

แสดงเพิ่ม แสดงน้อยลง

Dan Feldstein, ประธานกรรมการบริหาร, Crestron

"เราหันมา FPGAs เป็นโซลูชันที่สมบูรณ์แบบเพื่อมอบความเร็วระดับฮาร์ดแวร์ที่มีความยืดหยุ่นเหมือนซอฟต์แวร์ เราเลือก Altera [แล้ว Intel PSG] เป็นพาร์ทเนอร์ เพราะเรารู้สึกว่าพวกเขามีผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุด การสนับสนุนที่ดีที่สุด และทรัพย์สินทางปัญญาที่จะช่วยให้เราเริ่มต้นกระบวนการพัฒนาของเรา เราคาดว่าเราจะเข้าถึงตลาดได้เร็วขึ้น 40% เนื่องจากความร่วมมือครั้งนี้ [เครสรอน] โซลูชัน AV over IP นั้นสร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยี FPGA เช่นกัน ซึ่งให้ความหน่วงแฝงเป็นศูนย์ การแสดงผลวิดีโอความละเอียดสูง การควบคุมเสียง และการกระจาย USB จากแหล่งที่ไม่จํากัดจํานวนไปยังจุดหมายปลายทางโดยไม่จํากัด และเนื่องจากเราสร้างเทคโนโลยีเหล่านี้รอบ FPGAs ผลิตภัณฑ์ของเราก็ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและตอนนี้ได้รวมคุณสมบัติและฟังก์ชันเข้าด้วยกันคุณภาพที่ไม่มีอยู่ด้วยเมื่อเราออกแบบฮาร์ดแวร์"

ฮิโรยา ยามาโมโตะ, ผู้จัดการทั่วไปโครงการ, Ikegami

"Quartus® [Prime Software] ทํางานได้อย่างราบรื่นบนโปรเจ็คการพัฒนา FPGA Agilex™ 5 ของ IKEGAMI สําหรับโซลูชันวิดีโอของเรา ซึ่งต้องใช้ปริมาณข้อมูลสูงมากและใช้พลังงานต่ํา ด้วยเวลาในการคอมไพล์ที่รวดเร็วและน่าประทับใจของ Quartus เราจึงพยายามออกแบบซ้ําหลายครั้งในหนึ่งวัน เครื่องมือวินิจฉัยที่ยอดเยี่ยม เช่น Signal Tap ช่วยให้เราสามารถพิสูจน์แนวคิดได้อย่างสมบูรณ์ โดยแสดงฟุตเทจของกล้องบนจอภาพภายใน 20 ชั่วโมงหลังจากเปิดเครื่อง เรารู้สึกตื่นเต้นที่ Agilex™ 5 และ Quartus กําลังเปิดโลกใหม่สําหรับ FPGAs ระดับกลาง"

ถ่ายทอด

ตลาดการออกอากาศประกอบด้วยเทคโนโลยีการประมวลผลเนื้อหาและการจัดการที่สําคัญ เช่น การสลับ การผสม การแก้ไขสี การทํางานซ้ํา เอฟเฟ็กต์พิเศษ และ AV บน IP การดําเนินการเหล่านี้จะต้องดําเนินการแบบเรียลไทม์ด้วยความหน่วงที่แทบจะไม่มีศูนย์ซึ่งต้องการพลังทางการคํานวณที่สําคัญที่ความละเอียดสูง

ตัวสลับวิดีโอเป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการสลับหรือเลือกระหว่างแหล่งเสียงหรือวิดีโอต่างๆ แม้ว่าฟังก์ชันหลักๆ จะเป็นการเลือกระหว่างแหล่งเสียงหรือวิดีโอ แต่ในบางครั้งตัวสลับวิดีโอจะถูกใช้ในการผสมวิดีโอและเพิ่มวิดีโอหรือเอฟเฟ็กต์พิเศษให้กับแหล่งรอง นักสลับวิดีโอมักจะถูกใช้ในกิจกรรมสดและสภาพแวดล้อมการผลิตวิดีโอ เช่น รถบรรทุกผลิตและสตูดิโอโทรทัศน์

การใช้งานหลัก:

  • สตูดิโอโปรดักชั่น
  • กิจกรรมสด
  • ออกอากาศภายนอก

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (SDI, HDMI และ Ethernet)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม การสลับ การกดแป้น ฯลฯ

เรียนรู้เพิ่มเติม:

กล้องวิดีโอระดับมืออาชีพคุณภาพสูงจะใช้ในสตูดิโอทีวีและการผลิตภาพยนตร์ FPGAs เหมาะอย่างยิ่งสําหรับการรวมอินเทอร์เฟซของกล้อง การประมวลผลภาพ และการเชื่อมต่อในอุปกรณ์เครื่องเดียวไปยังภาพยนตร์และกระจายวิดีโอสด (หรือจัดเก็บ)

การใช้งานหลัก:

  • สตูดิโอโปรดักชั่น
  • การผลิตโรงภาพยนตร์
  • กิจกรรมสด

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเตอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (SDI, HDMI และ Ethernet, LVDS, SLVS-EC, มาตรฐานเซ็นเซอร์อื่นๆ)
  • การประมวลผลสัญญาณภาพ (ISP)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม การสลับ การกดแป้น ฯลฯ
  • การบีบอัดและถอดรหัสวิดีโอที่มีอัตราส่วนการบีบอัดต่ํา เช่น ProRes หรือ JPEG-XS

เรียนรู้เพิ่มเติม:

การผลิตวิดีโอ IP แบบสดได้เปิดตัวการออกแบบเครือข่ายและโทโพโลยีใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการที่สําคัญต่อภารกิจของการส่งข้อมูลสื่อสดผ่านเครือข่าย ข้อกําหนดใหม่เหล่านี้กําลังผลักดันขีดจํากัดของกระบวนทัศน์ปัจจุบันสําหรับสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ COTS ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการประมวลผลสื่อ ซึ่งจําเป็นต้องใช้ตัวเร่งฮาร์ดแวร์เฉพาะ

FPGAs เหมาะอย่างยิ่งสําหรับการสร้างพอร์ตเสียง/วิดีโอตามจํานวนที่กําหนดเอง และเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ Edge Compute (COTS) แบบประกอบเสร็จพร้อมขายเชิงพาณิชย์เป็นการ์ดเสริม PCIe

การใช้งานหลัก:

  • สตูดิโอออกอากาศ
  • การผลิตสด
  • การผลิตภาพยนตร์

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (SDI, HDMI และ Ethernet)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม การสลับ เป็นต้น
  • การบีบอัดและถอดรหัสวิดีโอที่มีความหน่วงต่ํา เช่น JPEG-XS

เรียนรู้เพิ่มเติม:

ST 2110 / IPMX

SMPTE ST 2110 เป็นชุดมาตรฐานแบบเปิดที่ดําเนินการวิดีโอ เสียง และข้อมูล ancillary เป็นสตรีมแยกผ่านเครือข่าย IP และมีการนําไปปรับใช้อย่างกว้างขวางในการออกอากาศ และขณะนี้เป็นมาตรฐาน de facto สําหรับ AV ผ่าน IP

ST 2110 แทนที่ระบบ SDI (Serial Digital Interface) แบบดั้งเดิมโดยจัดหาโครงสร้างพื้นฐานศูนย์ข้อมูลทั่วไปหนึ่งโครงสร้างพื้นฐานซึ่งสาระสําคัญถูกกําหนดเส้นทางโดยใช้สวิตช์ COTS IP แทนที่จะเป็นเราเตอร์ SDI ราคาแพง

การใช้งานหลัก:

  • อุปกรณ์ออกอากาศ
  • ด้านการแพทย์
  • การผลิตวิดีโอเสมือนจริง

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (SDI, HDMI และ Ethernet)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม การกุญแจ ฯลฯ
  • อัตราการบีบอัดต่ํา การบีบอัดและถอดรหัสวิดีโอความหน่วงต่ํา เช่น JPEG-XSและมาตรฐานกรรมสิทธิ์อื่นๆ

เรียนรู้เพิ่มเติม:

Pro AV

ตลาด ProAV ประกอบด้วยแอพพลิเคชั่นผู้ใช้งานจริงมากมาย รวมถึงเครือข่าย AV การประชุมทางวิดีโอ และการฉายภาพ เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะมีช่วงชีวิตที่สั้นกว่า 5-7 ปีด้วยอุปกรณ์ใหม่ที่พัฒนาใน 1 ถึง 1.5 ปีจากการเริ่มต้นสู่ตลาด

กล้องรุ่นหนึ่งเหมาะสําหรับใช้ในการใช้งานในห้องประชุมหรือในสภาพแวดล้อมอัตโนมัติโดยที่ผู้ปฏิบัติงานไม่จําเป็นต้องใช้ FPGAs เหมาะอย่างยิ่งสําหรับการรวมอินเทอร์เฟซของกล้อง การประมวลผลภาพ และการเชื่อมต่อในอุปกรณ์เครื่องเดียวไปยังภาพยนตร์และกระจายวิดีโอสด (หรือจัดเก็บ)

การใช้งานหลัก:

  • ห้องประชุม
  • บ้านนมัสการ
  • ทีวี
  • กิจกรรมสด

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเตอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (SDI, HDMI และ Ethernet, LVDS, SLVS-EC, มาตรฐานเซ็นเซอร์อื่นๆ)
  • การประมวลผลสัญญาณภาพกล้อง (ISP)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม HDR ฯลฯ
  • การบีบอัดและถอดรหัสวิดีโอที่มีอัตราส่วนการบีบอัดต่ํา เช่น ProRes หรือ JPEG-XS

เรียนรู้เพิ่มเติม:

อุปกรณ์ AV-over-IP ใช้ระบบแพ็กเก็ตมาตรฐานหรือที่เป็นกรรมสิทธิ์สําหรับการส่งข้อมูลบนเครือข่าย IP ระบบตามมาตรฐานมีความได้เปรียบจากการทํางานร่วมกันระหว่างผลิตภัณฑ์จากผู้ขายหลายราย

ขณะนี้การใช้ AVoIP ถูกใช้เพื่อแทนที่การเชื่อมต่อ Pro AV แบบเดิม เช่น HDMI, DisplayPort และ SDI ด้วยคุณประโยชน์เพิ่มเติมของทําให้สามารถใช้งานสายเคเบิลได้นานขึ้นและกําหนดเส้นทางสัญญาณได้ง่าย

การใช้งานหลัก:

  • KVM
  • การผลิตระดับมืออาชีพ
  • บ้านนมัสการ
  • ป้ายดิจิทัล

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเตอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (SDI, HDMI และ Ethernet)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม การสลับ เป็นต้น
  • อัตราการบีบอัดต่ํา การบีบอัดและถอดรหัสวิดีโอความหน่วงต่ํา เช่น JPEG-XS, ProRes, VC-2, MPEG และมาตรฐานกรรมสิทธิ์อื่นๆ

เรียนรู้เพิ่มเติม:

โปรเจคเตอร์วิดีโอถูกใช้สําหรับหลากหลายการประยุกต์ใช้ เช่น การนําเสนอในห้องประชุม การฝึกอบรมในห้องเรียน โรงภาพยนตร์ภายในบ้าน โรงภาพยนตร์ และกิจกรรมแบบสด

โปรเจคเตอร์วิดีโอใช้โคมไฟประสิทธิภาพสูงพิเศษที่สว่างเป็นพิเศษเพื่อส่องสว่างที่จําเป็นสําหรับฉายภาพ โปรเจคเตอร์สมัยใหม่ใช้การประมวลผล FPGA สําหรับการประมวลผลวิดีโอ การแก้ไขเลนส์ การเปลี่ยนโฉมทางเรขาคณิต และงานอื่นๆ

การใช้งานหลัก:

  • ห้องประชุม
  • กิจกรรมสด
  • โรงภาพยนตร์

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเตอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (DSC, DisplayPort, Vx1, SDI, HDMI และ Ethernet, LVDS, SLVS-EC)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม การสลับ เป็นต้น
  • อัตราการบีบอัดต่ํา การบีบอัดและถอดรหัสวิดีโอความหน่วงต่ํา เช่น JPEG-XS, ProRes, VC-2, MPEG และมาตรฐานกรรมสิทธิ์อื่นๆ

เรียนรู้เพิ่มเติม:

อุปกรณ์ที่ใช้ในการรักษา ส่ง และรับวิดีโอและ KVM ในระยะทางไกล โดยใช้การเดินสายอีเธอร์เน็ตในเครือข่ายส่วนตัวหรือสาธารณะ การใช้งานจริงรวมถึงการแสดงระดับมืออาชีพ เครือข่ายวิดีโอองค์กร เครือข่ายวิดีโอธุรกิจต้อนรับ บ้านแห่งการนมัสการ ป้าย และเครือข่ายวิดีโอร้านค้าปลีก

การใช้งานหลัก:

  • ห้องประชุม
  • ป้ายดิจิทัล
  • บ้านนมัสการ

ฟังก์ชัน FPGA IP ในซอฟต์ลอจิก:

  • อินเตอร์เฟซการเชื่อมต่อวิดีโอ (SDI, HDMI, DP, อีเธอร์เน็ต, LVDS, SLVS-EC, มาตรฐานเซ็นเซอร์อื่นๆ, MIPI, Vx1)
  • การประมวลผลวิดีโอทั่วไป เช่น การปรับขนาด การผสม การสลับ เป็นต้น

เรียนรู้เพิ่มเติม:

เรียกดูโซลูชัน Altera และพาร์ทเนอร์

ใช้ประโยชน์จากโซลูชันที่พร้อมใช้งานได้ทันทีจาก Altera และพาร์ทเนอร์ของเราเพื่อเร่งความเร็วให้กับโครงการของคุณ

ไปยังงานแสดงของพาร์ทเนอร์