AMD Spartan UltraScale+ FPGA 助力推进广播与专业音视频发展

judy 在 周三, 10/15/2025 - 09:30 提交

经济高效的音视频连接与实时 4K 视频处理解决方案

AMD Spartan UltraScale+ FPGA 集小型封装、先进的 I/O 功能与低功耗等优势于一体。该系列 FPGA 配备高速 16.3 Gb/s 收发器、内置的外部内存控制器以及 PCIe® Gen4 接口，可为各种专业音视频和广播应用提供强大的解决方案和长期的供货支持，这些应用涵盖 AV-over-IP 网络桥接器、视频转换器、多画面处理器、PCIe 采集、播放和处理卡等。

音视频.png

主要优势

  • 可连接任意基带视频接口

  • 非常适合 PCIe 视频采集、处理及播放卡

  • 可与 AV-over-IP 标准互联互通 具有可定制的实时 4K 视频处理功能

  • 所有功能集成于单一器件之中

亮点

支持多种音视频连接标准

  • 集成 12G-SDI、HDMI™ 2.1 及 DisplayPort™ 1.4 接口

  • SDI 子系统 IP 随 AMD Vivado 工具提供，无需额外付费

  • HDMI、DisplayPort 及 HDCP* IP 均可通过高性价比的视频 IP 工具箱获取

  • 与 1G-10G 以太网无缝桥接，优化 AV-over-IP 实现成本

  • 实现 Dante Audio、Dante AV Ultra、IPMX、IP10、NDI 及 ST 2110 等标准

依托 PCI EXPRESS® GEN4，满足音视频采集、处理与播出需求

  • 与前几代相比，PCIe Gen4 具有更高的传输速率（最高可达 4 通道 16 GT/s ），可实现更高帧率、更出色的多流处理能力及更低延迟 

  • 通过使用 Spartan UltraScale+ FPGA 实现 PCIe 桥接，可增强视频采集与流式传输、编辑与渲染、外部存储接口、实时音频处理及 AI 视频处理等应用的性能表现

实时 4K 视频处理

  • 依托集成的 32 位 LPDDR4X/5 内存控制器，能够实现最高可达 4266 MB/s 的吞吐量，同时大幅降低 FPGA 逻辑资源占用，非常适合处理 4K60 视频缓冲

  • 依托可编程逻辑架构，支持根据需求定制低延迟、高吞吐量的实时 4K 视频处理功能，同时支持轻量级夹层编解码器，如 JPEG XS、高吞吐量 JPEG 2000（ HTJ2K ）和 Blackmagic IP10

  • 视频流先进行预处理，再输入 GPU 或 CPU 进行 AI 处理

目标应用

PCIe 视频采集/播出卡

Spartan UltraScale+ FPGA 不仅可实现各种基带视频连接，还集成了用于处理视频帧缓冲的内存控制器硬核 IP，同时配备用于 4K 视频采集、处理和播出的 PCIe Gen4 接口，非常适合实时广播与音视频处理平台。此外，该系列 FPGA 支持主机端软件通过 PCIe Gen4 接口对其进行配置管理，因此具备高度的灵活性与现场升级能力。

该系列器件以硬核 IP 的形式实现内存控制器和 PCIe 接口，不仅可显著降低逻辑资源占用，而且相比上一代 28nm 器件，预计最高可实现 60% 的能效提升。1

PCIe 视频采集.png

视频转换器/AV-OVER-IP 网关

在处理多种类型的摄像头和显示器时，不同基带视频标准之间的互联互通至关重要，而 Spartan UltraScale+ FPGA 能够很好地满足这一关键需求，是实现 HDMI、DisplayPort 及 SDI 接口对接的出色选择。

此外，Spartan UltraScale+ FPGA 还可作为 SDI-IP 或 HDMI-IP 网关，在基带视频与 Dante AV、IP10、IPMX、NDI 或 ST 2110 等视频流之间高效完成转换。正是凭借这项功能，Spartan UltraScale+ FPGA 能够出色驾驭现场直播场景中的 SDI/IP 混合工作流程，同时满足专业音视频领域的 HDMI/IP 应用需求。 

Spartan UltraScale+ FPGA 最多可配备 572 个通用 I/O（ GPIO ）与 8 个 16.3 Gb/s 收发器，能够充分支持传统及新兴音视频协议。

视频转换器.png

AMD 成本优化型 FPGA 产品

整个成本优化型 FPGA 产品具备灵活的可扩展性，可支持设计在不同项目中重复使用。

AMD 成本优化型 FPGA 产品.png

功能特性

功能特性.png

进一步了解 AMD Spartan UltraScale+ FPGA，请访问产品专区。

尾注

1. 预测基于 AMD 2024 年 1 月的内部分析，根据 AMD Artix UltraScale+ AU7P FPGA 的逻辑扩展数量计算总功耗（静态功耗及动态功耗），以使用 Xilinx Power Estimator (XPE) 工具（版本 2023.1.2）估算 AMD Spartan UltraScale+ SU200P FPGA 与 AMD Artix 7 7A200T FPGA 的总功耗。实际总功耗在最终产品上市时可能会有所不同，具体取决于配置、设计、使用情况和其他因素。(SUS-006)

2. 基于 AMD 2023 年 12 月的内部分析，根据相应产品数据手册对比 Spartan UltraScale+ FPGA 与上一代 AMD 成本优化型 FPGA 中的安全功能数量。(SUS-002)

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