3、FPGA选型分析：主流FPGA厂商、GTH/GTY收发器资源评估、逻辑资源与DSP资源需求、开发板推荐
做SDI视频接口，选对FPGA，项目就成功了一半。这话一点不夸张。
我见过不少新手，一上来就盯着最贵的芯片选，结果资源浪费一大半，成本还压不下来。也见过有人为了省钱，选了资源刚好卡线的型号，结果后期加个功能就得换芯片，重新画板子，那叫一个痛苦。
今天咱们就聊聊，做SDI接口时，FPGA到底该怎么选。
3.1 主流FPGA厂商怎么挑？
目前市面上能做SDI接口的FPGA，主要就三家：Xilinx（现在叫AMD）、Intel（原Altera）和Lattice。
Xilinx（AMD），我个人用得最多。它的Kintex和Artix系列，在视频处理领域简直是标配。尤其是Kintex-7和Artix-7，性价比极高。我几年前做过一个4路3G-SDI的采集卡，用的就是Artix-7，稳得很。Xilinx的生态也成熟，Vivado用起来虽然有点吃内存，但功能确实强大。
Intel（Altera），它的Cyclone V和Arria系列也不错。Cyclone V价格便宜，适合做低成本方案。但说实话，Intel的Quartus Prime用起来不如Vivado顺手，尤其是IP核的集成，有时候会出些莫名其妙的bug。我有个同事就被坑过一次，一个简单的PLL配置，折腾了两天才搞定。
Lattice，这家主打低功耗和小封装。如果你做的是便携设备或者对功耗极其敏感的项目，可以看看Lattice的CrossLink系列。不过它的资源相对较少，做高分辨率或者多通道SDI会比较吃力。
我的建议：
- 追求稳定和生态：选Xilinx
- 追求低成本：选Intel Cyclone V
- 追求低功耗和小体积：选Lattice
3.2 GTH/GTY收发器资源评估
做SDI，最核心的就是高速串行收发器。说白了，就是FPGA里那些能跑几Gbps的硬核电路。
SDI的信号速率，大家应该都清楚：
- SD-SDI：270 Mbps
- HD-SDI：1.485 Gbps
- 3G-SDI：2.97 Gbps
- 6G-SDI：5.94 Gbps
- 12G-SDI：11.88 Gbps
你看，到了12G-SDI，速率已经接近12Gbps了。这时候，普通的GTP收发器（最高也就6.6Gbps）就扛不住了。必须上GTH或者GTY。
GTH，最高能跑到16Gbps左右，覆盖12G-SDI绰绰有余。Xilinx的Kintex-7、Kintex UltraScale系列都带GTH。
GTY，更猛，能跑到30Gbps以上。一般用在Virtex UltraScale+这种高端芯片上。做12G-SDI用GTY有点杀鸡用牛刀，但如果你要做多通道或者未来想升级到24G-SDI，那GTY就是必须的。
避坑指南：
我曾经在一个项目里，想用Artix-7的GTP做3G-SDI。理论上GTP能跑3.125Gbps，够用。但实际测试时发现，眼图质量很差，抖动也大。后来查资料才发现，GTP的PLL对3G-SDI的时钟恢复支持不太好。最后只能换成Kintex-7的GTH，问题才解决。
所以，我的经验是：做SDI，尽量选GTH以上的收发器。别为了省那点钱，给自己挖坑。
评估收发器数量时，记得留余量。比如你做4路3G-SDI，理论上4个收发器就够了。但我建议至少选6个的芯片。为什么？因为万一有一路需要做环出，或者后期要加一路辅助信号，你还有富余。
3.3 逻辑资源与DSP资源需求
很多人以为SDI就是收发器的事，逻辑资源随便用用就行。其实不然。
SDI的核心处理，包括：
- 加扰/解扰：这是SDI协议规定的，必须做。占用的LUT不多，几百个而已。
- NRZI编码/解码：同样必须做，资源消耗也不大。
- 行缓存：这个才是吃资源的大头。尤其是你要做视频处理，比如缩放、色彩空间转换，都需要缓存一整行甚至几行的数据。
- 音频嵌入/解嵌：需要一些FIFO和状态机，资源消耗中等。
我举个例子，一个典型的3G-SDI接收通道，大概需要：
| 资源类型 | 消耗量 | 说明 |
|---|---|---|
| LUT | ~3000 | 主要是控制逻辑和状态机 |
| FF | ~2500 | 寄存器，用于流水线处理 |
| BRAM | ~8块 | 行缓存和FIFO |
| DSP | ~4个 | 如果做色彩空间转换会用上 |
如果你只是做简单的SDI转HDMI，不涉及复杂的视频处理，那Artix-7 35T级别的芯片就够了。但如果你要做多通道、或者叠加OSD、或者做帧同步，那至少得上Artix-7 100T或者Kintex-7。
注意：
DSP资源容易被忽略。很多人觉得SDI不需要DSP，但如果你要做视频缩放、去隔行、或者色彩校正，DSP是少不了的。我建议，哪怕你现在用不到，也选带几十个DSP的芯片。万一后期要加功能，你还有得玩。
3.4 开发板推荐
选开发板，我的原则是：够用就行，别追求最贵的。
如果你刚开始学SDI，我推荐以下几款：
- Xilinx KC705：Kintex-7的经典板子，带GTH，做3G-SDI和12G-SDI都行。就是价格有点贵，二手也得三四千。
- Xilinx AC701：Artix-7的板子，便宜，但只有GTP，做3G-SDI勉强，12G-SDI就别想了。
- Digilent Nexys Video：Artix-7 200T，带HDMI输入输出，适合做SDI转HDMI的验证。价格两千左右，性价比不错。
- Lattice CrossLink-NX Evaluation Board：如果你对功耗敏感，可以看看这个。但资源有限，适合做简单的SDI中继或者格式转换。
我的个人经验：
我建议新手直接上KC705。虽然贵点，但它的GTH收发器性能稳定，文档也全。你可以在上面验证12G-SDI的收发，然后根据实际项目需求，再选更便宜的芯片做产品。这样走一遍，你对SDI的理解会深很多。
千万别为了省钱，买个低端板子，结果发现收发器跑不到目标速率，那才叫浪费时间。
嗯，选型这块就聊这么多。记住一句话：收发器是核心，资源要留余，开发板选经典。下一章，咱们聊聊SDI的时钟恢复和均衡器设计，那才是真正考验硬件功底的地方。