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SDI Is Dead: Long Live SDI!

15 April 2021 / by Gareth Heywood

串行数字接口已死:SDI 长存

I designed my first product using the Serial Digital Interface (SDI) back in 1996, and little did I know that this fledgling coax-based video interface standard would dominate my career for the next 20+ years. Back then, SDI was limited to carrying Standard Definition (SD) digital video at 270 Megabits per second (Mbps), but would evolve to higher and higher data rates to carry High Definition 720p, 1080i and 1080p, and most recently 4K Ultra High Definition (UHD) video, at cable lengths that were not thought possible. The convenience of a low cost single conductor coaxial copper cable, capable of carrying 4K video up to 100m has meant that SDI has become the de facto AV connectivity of choice in markets such as broadcast, Pro AV, medical and surveillance.

然而,至少在最近 10 年中,由于以太网和 IP 得到快速采用并用于分发视听 (AV) 内容,业内许多人都预测 SDI 将逐渐消亡。我记得自己参加过几场大型广播贸易展,其中的基调就是“SDI 已死”,一位参展商甚至把这印在了贴纸上!Semtech 的视频产品研发团队一直不断创新,开发出一系列运行速度高达 12Gbps 的行业领先 UHD-SDI 产品,如 GS12341 电缆均衡器,该产品在 80 米的常用 Belden 1694A 电缆上具有强大的性能。过去二十年的高清广播建设确实是 SDI 采用的巅峰,使用低成本同轴电缆的 SDI 也具有稳健可靠的性能;4K 应用对这些性能提出更严格的要求,可以预见 UHD-SDI 的采用量将不断攀升。

The 4K Challenge

4K UHD 视频的像素数据量是 1080p 全高清视频的四倍,需要在设备内部的电子组件之间传递大量数据。为应对这种挑战,许多芯片制造商将 HDMI 2.0 用作 4K 连接的唯一解决方案。许多 4K 器件(如用于显示器的视频处理器和摄像机中的图像信号处理器)仅提供 HDMI 接口,以将 4K 视频输入和输出器件。例如,将 UHD-SDI 输入添加到 4K 监视器将需要大量器件,如下图所示。这增加了监视器设计的成本和复杂性。

ProAV_Blog_Charts_01 (2)用于 4K 监视器的 UHD-SDI 输入实现

GS12170 SDI/HDMI 桥接介绍  

Semtech 的新型 GS12170 SDI/HDMI 桥接是第一个 ASIC 解决方案。它经过独特设计,可以在 SDI 和 HDMI 2.0 接口标准之间进行转换。该器件完全支持 12Gbps 下从 HD-SDI (ST 292) 到 UHD-SDI (ST 2082-1) 的 SDI 接口标准,包括这些速率下的所有多链路 SDI 标准。GS12170 完全支持 HDMI 2.0 标准(最高 4K60 4:2:2 格式),是使用 TMDS 信令的芯片间通信的理想解决方案,适用于需要 12Gbps UHD-SDI 接口的 4K 产品。再次以 4K 监视器为例,下图说明如何大大简化 UHD-SDI 输入的设计,从而消除对昂贵且耗电的 FPGA 器件的需求,并大幅降低实现成本。

ProAV_Blog_Charts_02 (2)4K 监视器上使用 GS12170 的 UHD-SDI 输入

GS12170 可以在 SDI 到 HDMI 桥接模式或 HDMI 到 SDI 桥接模式下运行,非常适合通过同轴电缆进行端到端的 HDMI 扩展,其电缆长度远超 HDMI 电缆,如下图所示。

ProAV_Blog_Charts_03 (2)使用 GS12170 的低成本 HDMI 扩展器

仅需几个主要组件,就可以设计出简单、经济高效且支持 4K/UHD 的 SDI 至 HDMI 和 HDMI 至 SDI 转换器,不再需要昂贵的大功率 FPGA。外壳可以更小,从而轻松地将 SDI 到 HDMI 转换盒隐藏在低成本消费性电视的背面。

带 UHD-SDI 的 BlueRiver®

Semtech’s BlueRiver® solution for AV over IP and Software Defined Video Over Ethernet (SDVoE™) network-based applications is designed to transport uncompressed, zero latency UHD/4K video over standard Ethernet. BlueRiver ASIC’s such as the AVP2000 take HDMI 2.0 signals, multichannel audio and other control signals, such as USB, RS323 and Infrared, and convert to 10 Gigabit (10G) Ethernet over copper category cabling or optical fiber, for routing and distribution using standard IP networks.

SDVoE 可被用于在手术室 (OR) 中进行医学成像和视频分发。这通常需要同时连接传统 SDI 和用于手术设备(如内窥镜)的最新 4K UHD-SDI 摄像机。医疗设备制造商非常看重 SDI 所使用的轻便细同轴电缆、覆盖范围以及结实的完全锁定 BNC 连接器,同时要求基于网络的视听分发系统具有灵活性和高性能。

将 GS12170 与 BlueRiver ASIC 相结合,医疗设备制造商就可以提供带 UHD-SDI 接口的 SDVoE 端点,以直接连接 SDI 内窥镜摄像机控制单元和 4K 医疗显示器,如以下系统图所示。

ProAV_Blog_Charts_04 (2)使用 GS12170 的带 UHD-SDI 的 BlueRiver

GS12170 支持插入和提取多通道数字音频,可直接连接到 BlueRiver 芯片组,从而可以通过 IP 网络分发 OR 音频输入,例如用于远程学习的外科医生对讲。GS12170 还可自动在 SDI 和 HDMI 格式之间转换关键元数据,从而确保 SDI 源和显示器之间无缝的端到端连接。

You can learn more about the power and flexibility of BlueRiver solutions for AV over IP in the webinar, “BlueRiver ASIC: Enabling a New Class of SDVoE Products,” and the benefits to medical OR applications in the “BlueRiver Technology: Enabling Medical AV Solutions” blog.

SDI 长存

作为著名的电影电视工程师协会 (SMPTE) 杂志奖的获奖者,Semtech 与他人共同撰写了 2009 年 12Gbps SDI 白皮书,并很高兴见证这项技术的发展以及在广泛市场和应用中的不断采用。GS12170 的推出使 SDI 进入了 HDMI 主导的市场,例如 Pro AV,为设备制造商提供了更多的视听连接选项,并支持 UHD-SDI 性能至关重要的应用。借助 BlueRiver 和 GS12170 ASIC,Semtech 真正做到了两全其美:高性能 UHD-SDI 连接以及用于 SDVoE 的一流 AV over IP。

了解 SEMTECH 的 GS12170 SDI/HDMI 桥接

DISCOVER SEMTECH'S BlueRiver CHIPSET FOR SDVoE APPLICATIONS

Semtech, the Semtech logo and BlueRiver are registered trademarks or service marks of Semtech Corporation or its affiliates. SDVoE is a trademark or service mark of the SDVoE Alliance.

Topics: Broadcast Video, Professional AV, BlueRiver

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