FPGA 处理视频SDRAM带宽计算

Zada ·

更新时间:2024-11-11

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FPGA 处理视频 SDRAM 带宽计算 FPGA 处理多路视频需要用多少 SDRAM 带宽。

多路视频通过 FPGA 写入或读出 SDRAM 需要多少带宽？多路视频进出SDRAM时该怎么计算SDRAM的带宽？FPGA 处理视频时，像素占用内存的位宽一般按整数位宽（8、16、32 便于图像分割计算地址），24位真彩在SDRAM中一个像素占 32位内存。
假设内存数据总线宽度32位，24位真彩视频一个像素占32位，
考虑多路读写SDRAM仲裁效率，动态RAM刷新等，我们按80%的效率来计算（多路仲裁读写SDRAM效率能做到大于80%就不错了）。

一路1920x1080@24P60视频写进或者读出SDRAM内存的速率为 1920x1080x60/0.8 = 156MHz@32。
一路1920x1080@24P30视频写进或者读出SDRAM内存的速率为 1920x1080x30/0.8 = 78MHz@32。

例如：XILINX FPGA ARTIX-7 外接 800MHz@32bit DDR3 SDRAM
800/156 = 5 能支持 5路 1920x1080@24P60视频进出内存。
800/78 = 10能支持10路 1920x1080@24P30视频进出内存。

FPGA 单画面拼接器SDRAM的带宽计算

1080P60 单画面拼接器，将一路视频的一部分（比如田字四拼接屏，画面四分之一，一个角）放大到全屏。
按2x2 田字四拼接屏举例，见下图，一路视频进内存（也可以裁剪出画面的四分之一进内存），出内存->视频只读出这需要显示的四分之一数据，进行放大到1080P全屏。
一路视频进内存后再出内存，需要计算2次带宽。这个方案需要占用
1920x1080x60x2/0.8 = 312MHz@32 带宽。
我们在做这个产品硬件设计时需要选大于 333MHZ@32bit 或 666MHZ@16bit 内存方案（DDR/DDR2/DDR3/DDR4）
在一些需要缩放的产品中，比如输入640x480@24P75转换为1920x1080@24P60输出（视频缩放、变帧率）也可以采用该方案。
在这里插入图片描述
举例阐述：FPGA 四路2K60输入，1路2K60输出。四画面分割器SDRAM的带宽计算(文档还没写完，近期会及时更新)
举例阐述：FPGA 四路2K60输入，1路4K30输出。四画面分割器SDRAM的带宽计算(文档还没写完，近期会及时更新)
举例阐述：FPGA 四路2K60输入，1路2K60输出。四画面拼接单元SDRAM的带宽计算(文档还没写完，近期会及时更新)