Magewell基于賽靈思自適應(yīng)平臺，打造全新KVM坐席管理系統(tǒng)

    古代戰(zhàn)場上，指揮大營是“運籌帷幄，決勝于千里之外”的關(guān)鍵。

    在信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)極度發(fā)達的萬物互聯(lián)時代，指揮中心和控制室作為當今的“指揮大營”，出現(xiàn)在工作與生活中的各種垂直領(lǐng)域，如機場、車站、地鐵、廣電、政府、移動通信，以及智慧城市、體育賽事等等，在各行業(yè)系統(tǒng)中充當著運營中心或大腦的角色。而對于中小型指揮中心，KVM坐席管理系統(tǒng)是其應(yīng)用最廣泛的指揮控制系統(tǒng)解決方案。

    美樂威（ Magewell ）基于賽靈思Zynq® UltraScale+™ EV平臺，打造了全新KVM坐席管理系統(tǒng)方案，能夠提供前所未有的超低時延、高品質(zhì)端到端音視頻傳輸，成為千兆網(wǎng)環(huán)境部署的理想選擇。

美樂威基于賽靈思自適應(yīng)平臺打造的優(yōu)化 KVM 方案

    項目簡介

    KVM→ Keyboard · Video · Mouse

    KVM 是一種用戶透過一組由鍵盤、主機和鼠標組成的單個控制臺，訪問和控制、甚至是遠程控制多臺電腦的技術(shù)。坐席管理系統(tǒng)基于KVM技術(shù)，能通過可視化數(shù)據(jù)的處理和共享，幫助指揮中心打破傳統(tǒng)的各席位孤立狀態(tài)，實現(xiàn)高效協(xié)作和準確決策。

    目前，市面上的坐席管理系統(tǒng)解決方案主要有三類，其在視頻質(zhì)量、時延、帶寬、功能和成本上都各有優(yōu)劣勢。

    基于SDVoE的方案�？蓪崿F(xiàn)最高4k60 4:4:4高質(zhì)量、零時延的視頻信號傳輸，能提供較好的圖像質(zhì)量。但是，使用該類方案需要10Gbps萬兆網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，部署和維護成本較高。

    基于NDI®的方案。該方案現(xiàn)已擁有非常成熟的軟硬件生態(tài)。松下、索尼等攝像機廠商，以及主流的vMix、OBS等制作軟件，都已支持 NDI® 技術(shù)，非常適合現(xiàn)場制作工作流程。

    基于ASIC 的編解碼解決方案。通過基于H.264和H.265的深壓縮，可大幅降低視頻傳輸帶寬，且對網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境要求低，具有功能豐富且靈活的優(yōu)勢。缺點在于視頻傳輸時延較高、視頻質(zhì)量較差，因此通常不被用來進行基帶視頻的輸入設(shè)計。這也就意味著，使用此類方案幾乎總是需要外接FPGA。

    作為視頻接口和IP工作流解決方案的創(chuàng)新者，美樂威希望打造一款全新坐席管理系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施不變的同時，還能保障最低時延的端到端視頻傳輸，并為用戶提供差異化功能和價值。

    事實上，坐席管理系統(tǒng)設(shè)計的另一個主流方案是基于FPGA方案，其具備眾多優(yōu)勢：

    1、靈活支持接收從各種來源輸入的基帶視頻；

    2、集成式視頻編解碼器可支持高達1Gbps 的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸速率；

    3、支持根據(jù)不同場景靈活對目標比特率進行重編程，實現(xiàn)視頻質(zhì)量與帶寬平衡；

    4、實現(xiàn)不遜色于其他解決方案的視頻質(zhì)量。

    解決方案

    在美樂威看來，用戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境千差萬別，因而需要將傳統(tǒng) FPGA 方案和H.264/265 低帶寬編解碼優(yōu)勢融為一體�；�于FPGA 技術(shù)的賽靈思 Zynq UltraScale+ MPSoC EV，不僅具有傳統(tǒng)FPGA的可編程單元，還集成了H.264/AVC和 H.265/HEVC 等視頻編解碼等特性，恰能滿足美樂威的需求。

    美樂威坐席管理系統(tǒng)的硬件包含核心模塊 + 底板兩部分，通過 MXM 接口連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和通訊。Zynq MPSoC 位于核心模塊，其集成了大量 16nm 可編程邏輯、Block RAM、DSP 等資源，單顆芯片即能滿足美樂威坐席管理系統(tǒng)所需的性能及功能，使美樂威核心模塊在尺寸上僅為 82mm × 56mm。此外，Zynq MPSoC基于標準（ H.264 和 H.265 ）的編解碼器，支持新系統(tǒng)兼容任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

美樂威坐席管理系統(tǒng)方案硬件架構(gòu)

    設(shè)計成效

    借助Zynq MPSoC 平臺靈活應(yīng)變的自適應(yīng)功能，美樂威全新坐席管理系統(tǒng)提供了卓越的特性與性能：

    1、充分利用Zynq MPSoC PL可編程邏輯功能自研視頻編解碼技術(shù)（ M264 ），實現(xiàn)了4K60 4:4:4 10bit超低時延編解碼，并將編解碼時延控制在 64 行掃描時間范圍內(nèi)；

    2、借助 Zynq MPSoC 集成式視頻編解碼單元（ VCU ），實現(xiàn)了高性能低時延的H.264/H.265雙流編碼流媒體傳輸；

    3、采用時間戳的方式，對發(fā)送端和接收端設(shè)備之間的像素頻率和垂直同步相位進行鎖定，實現(xiàn)了不到一幀的端到端延遲；

    4、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件設(shè)置的消抖緩存區(qū)長度（ 10-100ms ），確保編解碼器可以在網(wǎng)絡(luò)擁塞時權(quán)衡傳輸時延和畫面流暢度，從而呈現(xiàn)最佳畫面效果；

    5、 提供功能豐富的 API ，如畫面分割、拼接、疊加、音頻雙向傳輸，以及與其它AV設(shè)備/系統(tǒng)的互連等，支持客戶進一步開發(fā)差異化定制方案。

    6、該方案還可基于美樂威云管理軟件，實現(xiàn)多臺設(shè)備集中管理和維護，從而將成本做到最小化。

    美樂威 CTO 馬飛表示：“內(nèi)置視頻編解碼單元是 Zynq MPSoC EV 和普通FPGA芯片最大的區(qū)別。單顆 MPSoC 芯片就能滿足我們所需要的所有功能，助力我們實現(xiàn)了出色的總成本和靈活適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的價值優(yōu)勢，讓美樂威坐席管理系統(tǒng)在同行中脫穎而出�！�