基于PCI Express和FPGA的2K高清播放器的硬件系統(tǒng)研制.pdf

1、上世紀70年代開始，數(shù)字技術、硬件處理能力的不斷發(fā)展，電影從前期拍攝、后期制作到發(fā)行放映都在進行著從模擬向數(shù)字的轉變和過渡，而電影從膠片時代向數(shù)字時代發(fā)展是世界電影的一個必然的趨勢，這次電影界的巨大變革也被公認為是電影技術發(fā)展歷程中的第三次變革。最近，數(shù)字電影倡導組織（DCI，Digital cinema Initiatives）公布了《數(shù)字電影系統(tǒng)規(guī)范Vl.2》，對數(shù)字電影系統(tǒng)的具體構成以及數(shù)字電影設備的技術要求進行了系統(tǒng)性的闡述和規(guī)

2、定。DCI規(guī)范最終的目標是使通過完全數(shù)字方式重現(xiàn)的圖像和聲音的質(zhì)量能達到甚至超越35mm的膠片電影。項目“基于PCI Express和FPGA的2K高清播放器的硬件系統(tǒng)研制”就是在這種背景下開展的。
　　本文是作者和項目組同事一起合作分析DCI規(guī)范對高清數(shù)字電影播放系統(tǒng)的具體構成和硬件系統(tǒng)要求的基礎上，提出了系統(tǒng)整體框架結構。系統(tǒng)使用CPCI結構，由主服務器和數(shù)據(jù)處理板卡組成，通過PCIExpress總線傳輸數(shù)據(jù)。主服務器完成數(shù)據(jù)

3、流的解包，并通過PCIExpress接口以DMA的方式發(fā)送給數(shù)據(jù)處理卡。數(shù)據(jù)處理卡由FPGA和DDR2組成，主要完成接收到的數(shù)據(jù)流的解密和解碼，并將疊加完成的視頻數(shù)據(jù)通過Dual Link HD-SDI接口發(fā)送給投影機顯示，將解碼完成的音頻數(shù)據(jù)發(fā)送給音頻DSP打包成AES3的格式并發(fā)送給音頻功放。
　　完成了系統(tǒng)的原理圖后，作者主要對數(shù)據(jù)處理卡的PCB設計進行規(guī)劃和仿真，包括PCB板子外形設計、疊層設計、布局設計以及布線設計等。在