ビデオ／画像処理アプリケーションにおける Cyclone III FPGA

Cyclone® III FPGA はかつてない、豊富なメモリおよび専用マルチプライヤを有する低消費電力アーキテクチャを低コストで提供します。この組み合わせにより、ビデオ / 画像処理などの演算を多用するアプリケーション向けに、ASSP、ASIC またはスタンド・アロン・デジタル信号プロセッサなどの有力な代替手段となります。

Cyclone III FPGA は、放送および圧縮、監視ビデオ、およびビデオ会議など幅広いビデオ・アプリケーションにおいて大きなアドバンテージをもたらします。

利点	説明
表 1. Cyclone III FPGA のビデオ/画像処理アプリケーションにおける主な利点
すべての集積度での豊富なメモリ	最大 4 M ビットのビデオ・フレーム・バッファリング用のオンチップ・メモリ
すべての集積度での多数のDSP ブロック	260 MHz の性能を提供する最大 288 個の18ビット x 18ビットエンベデッド・マルチプライヤにより、高いDSP性能を必要とするビデオ・アルゴリズムを実現
ビデオ/画像処理（VIP）スイート	デインタレーサ、スケーラ、およびフィルタなどを含めた、最適化された 9つのビデオ/画像処理向け IP（intellectual property）コア・スイートの使用で、生産性を向上
Nios® II エンベデッド・ソフト・プロセッサ	低コスト・マイクロコントローラの実装に最適な最も汎用性に優れたソフト・コア・プロセッサを使用

Cyclone III FPGA を使用することにより、「time-to-market」の短縮に加え、性能の向上も可能です。例えば、再プログラム可能な Cyclone III FPGA により低コストな H.264 エンコーダを実装することができます。この拡張性の高いソリューションは、1個のデバイスで 16 本を越えるチャネルをサポートし、チャネルあたりの最も低いコストを達成しています。これにより、必要な性能を低コストで獲得できます。

図 1. Cyclone III FPGA スタンド・アロン H.264 エンジン

図 1. Cyclone III FPGA スタンド・アロン H.264 エンジン

低コスト Cyclone III FPGA により、既存の ASIC ベースのシステムに新しい機能を柔軟に追加することができます。既存のシステムをより低リスクでより迅速にアップグレードできるため、ASIC を再設計することで製品リリースのスケジュールが遅れることはありません。

さらに、Cyclone III ファミリを DSP コプロセッサとして使用することで、最小のエンジニアリング工数で以下の機能をシステムに追加できます。

フィルタリング
モーション推定
ビデオ・エンハンスメント
スムージング・ファンクション

図 2. Cyclone III FPGA と DSP コプロセッシング

図 2. Cyclone III FPGA と DSP コプロセッシング

Cyclone III FPGA により、従来のデザイン・ソリューションに比べ迅速な市場参入、製品コストの削減、そして生産性の向上を達成できます。そのために、アルテラは以下を提供します。

表 2. ビデオ／画像処理設計のためのリソース
カテゴリ	リソース	詳細
開発キットリソース
	Cyclone III FPGA スタータ開発キット	FPGA スタータ開発キットは、すぐに活用可能な評価キットです。ビデオ／画像処理アプリケーション向けに、ユーザI/Oピンは、LVDS、mini-LVDS、RSDS、PPDS カラム・ドライバ・インタフェースに構成されることができます。
ソフトウェアおよびIP リソース
	ビデオ/画像処理 IP	アルテラのビデオ／画像処理スイート IP コア、そしてエコシステム・パートナから H.264、JPEG2000 エンコーダおよびデコーダ、画像処理ファンクションを提供します。
	メモリ・コントローラ	DDR、DDR2、そしてその他の外部メモリ・デバイス・インタフェース向けのメモリ・コントローラ IPをアルテラおよびパートナから提供します。
	Nios II エンベデッド・プロセッサ	簡単に使用できる開発ツールおよび各種FPGA 開発キットによりサポートされる最も汎用性に優れたプロセッサ
	VIP ポスト・プロセッシング・リファレンス・デザイン	ビデオ処理リファレンス・デザインは、アルテラビデオ/画像処理スイートIPコアを使用してどのように完全なビデオ・システムを作成できるかについて紹介します。設計には、アルテラの DSP Builder および SOPC Builder ツール、そしてクロマ・リサンプラ、カラースペース・コンバータ、スケーラを含む IP コアの使用が可能です。
ビデオ・オンデマンド・リソース
	Design Video and Image Processing Systems Using New Low-Cost FPGAs	一般的なビデオ／画像処理アプリケーション向に活用できるCyclone III FPGA の機能および利点の概要を15分間程で紹介します（英語版）。
ホワイトペーパー
	FPGAを使用したビデオおよび画像処理デザイン (PDF)	開発者が過去に使用してきたアーキテクチャの再考を迫る、ビデオおよび画像処理におけるトレンドについて考察します。
	FPGAを使用した放送ビデオ・インフラストラクチャの実装 (PDF)	放送機器ビデオ機器に対するニーズについてのトレンドと、FPGA を使用してどのようにしてそれらのニーズに対応するかを考察します。
	FPGAを使用したビデオ監視の実装 (PDF)	普及するビデオ監視システムのトレンドと、性能を向上およびコストの低減を実現させるために、FPGA を使用してどのようにして次世代システムを実装するかを説明します。