小鳥科技借助Xilinx Kintex FPGA打造高性價(jià)比4K60無損分布式解決方案

行業(yè)挑戰(zhàn)

各種大中小型指揮/視頻管控中心、KVM坐席管理系統(tǒng), 猶如指揮全身行動的人類大腦一般，在各級指揮城市運(yùn)營中心、各行業(yè)指揮中心以及大中小型會議室集群中，扮演著核心調(diào)度的角色。所以，清晰的畫質(zhì)和實(shí)時(shí)的視頻流,作為大腦收集、整理和分析數(shù)據(jù)進(jìn)行決策或者實(shí)時(shí)交互的重要依據(jù)，需要非常專業(yè)的音視頻處理系統(tǒng)提供全幀率無損超高清音視頻支持。

傳統(tǒng)的集中式矩陣產(chǎn)品最大規(guī)模只能支持百路信號，需通過多臺級聯(lián)來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模信號切換，操作復(fù)雜，易用性差。分布式產(chǎn)品的出現(xiàn)，有效地解決了傳統(tǒng)的集中式矩陣產(chǎn)品最大只能支持百路信號的規(guī)模瓶頸,成為中國各行業(yè)中小型指揮中心應(yīng)用非常廣泛的指揮控制系統(tǒng)解決方案。然而，隨著指揮室、控制室等應(yīng)用場景對視頻的畫質(zhì)、時(shí)延、容量、可靠性的要求越來越高，多采用H.264、H.265等有損編解碼算法的分布式產(chǎn)品，在畫質(zhì)、延時(shí)等方面同集中式產(chǎn)品相比有較大劣勢. 越來越無法滿足上述行業(yè)需求。

解決方案

分布式產(chǎn)品的先鋒企業(yè)小鳥科技以賽靈思Kintex-7及Kintex UltraScale+系列平臺為核心器件，借助該器件出色的性能、超高的BRAM資源利用率和集成度優(yōu)勢，創(chuàng)新性地推出了無損分布式產(chǎn)品 — UniStream，既解決了集中式矩陣產(chǎn)品規(guī)模的問題，又保證了視頻信號的超高畫質(zhì)和超低延時(shí)。

圖一 小鳥科技無損分布式產(chǎn)品UniStream

賽靈思產(chǎn)品系列主要在以下五大方面滿足了小鳥科技的開發(fā)需求：

性能方面：賽靈思 Kintex-7及Kintex UltraScale+系列FPGA出色的IO性能和外部memory性能遠(yuǎn)超其他競爭對手，使得UniStream成為行業(yè)極具性價(jià)比的4K60無損分布式解決方案，并全面滿足了4K60超高視頻處理帶寬需求。

資源方面：視頻處理算法需要大量的block RAM （ BRAM）進(jìn)行緩存，賽靈思平臺優(yōu)異的BRAM性能和超高利用率，使得UniStream在算法處理上相比前一代產(chǎn)品提升了1.5 倍

集成度方面：賽靈思FPGA豐富的邏輯資源、出色的IO和Memory性能、優(yōu)異的BRAM及DSP性能、完整的以太網(wǎng)解決方案，使得小鳥科技可以將視頻處理、以太網(wǎng)傳輸?shù)缺姸喙δ芗捎趩涡酒?，使得UniStream實(shí)現(xiàn)了單節(jié)點(diǎn)功耗不到15W的高能效

可靠性：賽靈思FPGA 平臺超高的可靠性， 為UniStream 提供了7*24小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行的超高可靠性。

靈活性：賽靈思 基于動態(tài)功能轉(zhuǎn)換 （DFX）技術(shù)的獨(dú)特的靈活應(yīng)變能力和軟硬件OTA在線升級功能，為小鳥科技及其用戶適應(yīng)未來的技術(shù)演進(jìn)及遠(yuǎn)程維護(hù)提供了寶貴的成本及效率優(yōu)勢。

小鳥科技CEO李厚鵬先生表示, “賽靈思FPGA 平臺出色的性能和簡潔易用的Vivado開發(fā)工具，為我們快速開發(fā)業(yè)界領(lǐng)先的專業(yè)音視頻解決方案，并將其率先推向市場提供了重要支持”

設(shè)計(jì)成效

借助賽靈思 FPGA 平臺及賽靈思和其渠道合作伙伴安富利公司銷售與技術(shù)專家的強(qiáng)大支持，小鳥科技無損分布式產(chǎn)品UniStream得以提前6個(gè)月提前上市，并在指控、會議等行業(yè)迅速獲得廣泛認(rèn)可和部署。

其中一個(gè)成功部署案例就是一個(gè)市政府辦公園區(qū)項(xiàng)目。在該園區(qū)的各個(gè)智能部門，城市大腦、警務(wù)聯(lián)勤樓等，全部采用了小鳥音視頻整體解決方案?？傆?jì)40多間會議室采用了網(wǎng)絡(luò)化分布式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨樓層、全園區(qū)級的信號互聯(lián)互通，打破了信號孤島問題；應(yīng)急指揮中心、武警指揮中心采用光纖架構(gòu)方案，確保運(yùn)行穩(wěn)定及數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，大幅提升了指揮中心的應(yīng)急處置效率。