2023 年 8 月 26 日
記事
4Kビデオのエンコード/デコードは、監視、組み込みビジョン、ビデオ会議、医療画像処理、その他高解像度ビデオ処理を必要とするミッションクリティカルなアプリケーションにおいて、ますます重要性を増しています。4Kビデオストリームをリアルタイムで処理するには、高い演算性能、メモリ帯域幅、および低遅延と電力効率の維持を実現するための専用ハードウェアアクセラレーションが必要です。
Zynq MPSoCを使用した4Kビデオエンコード/デコードは、高性能組み込みビデオシステムの開発に効果的なプラットフォームを提供します。Zynq UltraScale+ MPSoCは、マルチコア処理システム、プログラマブルロジック、および専用のビデオ処理機能を組み合わせることで、ハードウェアアクセラレーションによるビデオエンコード/デコードを実現し、効率的で低遅延のビデオアプリケーションを可能にします。
Zynq UltraScale+ MPSoCファミリーは、Armベースの処理能力とプログラマブルロジックを組み合わせることで、開発者が柔軟でアプリケーション固有のビデオ処理アーキテクチャを実装することを可能にします。
一部のZynq UltraScale+ MPSoCデバイスには、H.264/H.265ビデオコーデックユニット(VCU)が搭載されており、ビデオのエンコードとデコード専用のハードウェアアクセラレーションを提供します。VCUはH.264/AVCおよびH.265/HEVC規格をサポートし、エンコードとデコードを同時に実行できます。サポートされる構成は最大4K UHD/60fpsです。
このハードウェアアクセラレーションにより、Armプロセッサの処理負荷が軽減され、要求の厳しいビデオ処理を効率的に行うことができます。
一般的なビデオ処理システムは、ビデオソース、処理プラットフォーム、エンコーダー/デコーダー、メモリ、およびディスプレイまたはネットワークインターフェースで構成されます。
Zynq UltraScale+ MPSoCは、カメラなどのソースからビデオを受信し、プログラマブルロジックとVCUを通してストリームを処理できます。エンコードされたビデオは、保存、ネットワーク経由での送信、またはデコード後の表示が可能です。
このプラットフォームはトランスコーディングもサポートしており、受信したH.264またはH.265ストリームをデコードした後、別のフォーマットまたは構成にエンコードします。AMDのVCUの例としては、カメラからのエンコード/デコード/表示、ビデオトランスコーディング、ビデオ録画、ビデオストリーミングなどのユースケースが挙げられます。
専用のビデオ処理ハードウェアにより、Arm処理コアに完全に依存することなく、計算負荷の高いエンコードおよびデコード処理を効率的に実行できます。
VCUは、対応構成において最大4K UHD解像度、60Hzのビデオ処理をサポートしており、高解像度ビデオアプリケーションに適したプラットフォームとなっています。
VCUアーキテクチャは同時エンコードとデコードをサポートしているため、リアルタイムのビデオ変換、処理、および伝送を必要とするアプリケーションに適しています。
Zynq UltraScale+ MPSoCのプログラマブルロジックにより、開発者はカスタムビデオ処理パイプライン、インターフェース、前処理機能、およびハードウェアアクセラレータを実装できます。
4Kビデオ処理には、膨大なメモリ帯域幅が必要です。Zynq UltraScale+アーキテクチャは、処理システム、プログラマブルロジック、および外部メモリ間の高性能インターフェースを提供し、要求の厳しいビデオワークロードをサポートします。
処理能力、プログラマブルロジック、ハードウェアビデオアクセラレーションの組み合わせにより、Zynq UltraScale+ MPSoCは幅広い組み込みビデオアプリケーションに適しています。
4Kビデオのエンコードとデコードにより、セキュリティ監視、輸送インフラ、産業施設、その他詳細な視覚情報を必要とする環境向けの高解像度監視システムを実現できます。
このプラットフォームは、カメラデータを処理し、画像処理およびビジョンアルゴリズムをハードウェアアクセラレーションと統合できるため、インテリジェントビジョンシステムに適しています。
リアルタイムのエンコードとデコードは、低遅延と効率的なビデオ処理が不可欠な高解像度ビデオ会議システムをサポートするのに役立ちます。
ビデオストリームは送信前にエンコードし、受信側でデコードすることで、高品質なビデオを維持しながら帯域幅の要件を削減できます。VCUはビデオストリーミングとRTP/UDPベースのサンプルをサポートしています。
高解像度ビデオ処理は、視覚データの信頼性と効率性の高い処理が求められる医療画像処理システムや計測機器システムに適用できる。
iWave Systemsは、FPGAおよび組み込みシステム設計における専門知識を活かし、Zynq UltraScale+ MPSoCプラットフォームをベースとしたソリューションを開発しています。同社のシステムオンモジュール(SoM)アプローチにより、顧客は高性能な処理機能を製品に統合できるだけでなく、ハードウェア開発の複雑さを軽減し、市場投入までの時間を短縮できます。
Zynq UltraScale+ MPSoCベースのプラットフォームは、ビデオインターフェース、メモリ構成、オペレーティングシステム、ソフトウェアスタック、ハードウェアアクセラレーションなど、アプリケーション固有の要件に合わせてカスタマイズできます。
iWaveは、プラットフォームの選定やキャリアボードの設計から、BSP開発、ドライバ統合、FPGA開発、アプリケーションソフトウェアに至るまで、開発サイクル全体を通して顧客をサポートします。
高性能な4Kビデオシステムを開発するには、強力なプロセッサだけでは不十分です。効率的なハードウェアアクセラレーション、高いメモリ帯域幅、柔軟なインターフェース、そして処理パイプラインをカスタマイズできる能力が求められます。
Zynq MPSoCを使用した4Kビデオエンコード/デコードは、これらの機能を単一の適応型プラットフォームに統合しています。その異種処理アーキテクチャにより、開発者はArm処理システムとプログラマブルロジック間でワークロードを分散させることができ、専用のビデオアクセラレーションは要求の厳しいH.264/H.265ワークロードの処理を支援します。
これにより、Zynq UltraScale+ MPSoCは、監視、組み込みビジョン、ビデオストリーミング、会議、その他の高性能組み込みアプリケーションなど、幅広い用途に対応する拡張性とアプリケーション特化型の4Kビデオ処理ソリューションを開発するための適切なプラットフォームとなります。
4Kビデオの普及拡大に伴い、効率的で拡張性に優れ、ハードウェアアクセラレーションに対応したビデオ処理プラットフォームの必要性が高まっています。Zynq MPSoCを使用した4Kビデオエンコード/デコードは、Armプロセッサ、プログラマブルロジック、高性能メモリインターフェース、および専用のH.264/H.265ビデオアクセラレーションを組み合わせることで、強力なソリューションを提供します。
Zynq UltraScale+ MPSoCは、その柔軟性と処理能力により、高解像度、リアルタイム性能、およびアプリケーション固有の処理を必要とする次世代組み込みビデオシステムの強力な基盤となり得る。
iWaveのZynq UltraScale+ MPSoCソリューションに関する詳細については、www.iwave-global.comをご覧いただくか、mktg@iwave-global.comまでお問い合わせください。
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