【導讀】目前嵌入式系統中元器件互連有許多方法，但高速總線主要還是RapidIO、以太網以及PCIE。其中PCIE總線以其高帶寬，高可靠性以及高穩定性而得到廣泛應用。這里主要討論PCIE總線在視頻采集卡上的應用，其實視頻采集卡也是HBA的一種，也是實現主機和外設之間的協議轉換。
視頻采集卡是將模擬攝像機，錄像機，電視機等輸出的視頻數據輸入電腦，轉換成電腦可以識別的數字數據，存儲以及編輯處理。按照用途可以分為廣播級，專業級和民用級視頻采集卡。按物理通道可以分為單通道，雙通道，4通道以及八通道視頻采集卡。視頻采集卡硬件框圖如下圖。
圖一：視頻采集卡硬件架構
四通道HDMI視頻采集卡如圖二：
圖二：HDMI視頻采集卡
圖一是目前視頻采集卡非常主流的硬件架構，Vedio Engine包括視頻編解碼器和FPGA，協議以及算法都由FPGA來實現，后面通過FPGA的Serdes接口送出到電腦，采用X4 PCIE2.0總線協議。世強市場經理表示：PCIE總線發展到現在經歷了3代，分別是GEN1 2.5GT/S, GEN2 5GT/S, GEN3 8GT/S，如果設置成X4，GEN2就可以滿足20GT/S的帶寬，基本可以滿足目前主流高清帶寬需求，所以主流的視頻采集卡都采用PCIE2.0。
如果是四通道視頻采集卡，視頻編解碼器當然是四路，但FPGA將會有多種方案，如1個FPGA，2個FGPA或4個FPGA方案，2個FGPA方案使用率 很低，性價比無任何優勢。采用1個FPGA方案，FPGA就需要4條Serdes，目前FPGA在集成多個Serdes核方案的器件價格昂貴，不光是 Serdes核的增加，IO資源也會相應增加，但視頻采集卡由于成本壓力，不可能采用這么高端的FPGA，所以采用另一種方案比較多，也是目前主流方案， 具體如圖三：
圖三：四通道視頻采集卡硬件架構
圖三方案中加上了PLX PCIE Switch，有哪些優勢：
• PLX高兼容性可以滿足所有客戶需求，客戶如果使用FPGA開發，會存在一個風險就是不同處理器的兼容性問題，使用PLX Switch方案后，完全不用考慮這樣的風險。
• 使用PLX Switch，同樣可以實現FPGA之間數據交互，而不需要經過CPU，減少延遲，提高整體性能。
• 可以大大減少成本。
• PLX Switch在視頻采集卡上工作在透明橋模式，不需要任何驅動。
• 加入PCIE Switch后，可以解決FPGA的邏輯代碼移植問題。2通道，4通道以及8通道，如果采用圖二方案，這個時候邏輯代碼會有大的改動，工作量增大，如果采 用圖三方案，將不存在該問題，不管是高端還低端采集卡，FPGA每一路的邏輯代碼都完全一致，增加一路只需要在Switch選擇上有差異，而軟件無任何差 異，可移植性高，減少開發難度，加速板卡上市時間。
針對圖三中主流的四通道架構，PLX Switch可以選擇PEX8608，客戶如果有更多通道需求，如八通道，建議選擇PEX8618，但具體要根據客戶數據量來決定，系統架構完全一致，對項目來說，只需要更換PCIE Switch就可以滿足不同應用需求，軟件方面無需改動，加速上市時間，搶占市場。
