Melody基于Xilinx自适应平台的优化KVM解决方案

在古代战场上，指挥营垒是“运筹帷幄，决胜千里”的关键。

在信息和网络技术极其发达的万物互联时代，指挥中心和控制室作为今天的“指挥营地”，出现在机场、车站、地铁、广播电视、政府、移动通信、智慧城市、体育赛事等工作生活的各个垂直领域，在各个行业体系中扮演着运营中心或大脑的角色。对于中小型指挥中心来说，KVM代理管理系统是应用最广泛的指挥控制系统解决方案。

Magewell基于Xilinx Zynq UltraScale EV平台，打造了全新的KVM代理管理系统方案，可提供前所未有的超低延迟和高质量的端到端音视频传输，是千兆网络环境部署的理想选择。

迈威基于Xilinx自适应平台打造的优化KVM解决方案

项目介绍

千伏计（kilovoltmeter的缩写）

键盘视频鼠标

KVM是一种用户可以通过由键盘、主机和鼠标组成的单一控制台访问和控制，甚至远程控制多台计算机的技术。智能体管理系统基于KVM技术，通过处理和共享可视化数据，可以帮助指挥中心打破传统的各个席位的隔离，实现高效协作和精准决策。

目前市场上代理管理系统主要有三种解决方案，每种方案在视频质量、时延、带宽、功能和成本等方面各有优缺点。

基于SDVoE的方案。它可以实现高质量的视频信号传输，零延迟可达4k60 44，并能提供更好的图像质量。但是使用这种方案需要10Gbps万兆网络环境，部署维护成本高。

基于NDI的计划。该方案现在已经有了非常成熟的软硬件生态。松下、索尼等相机厂商，以及vMix、OBS等主流制作软件都支持NDI技术，非常适合现场制作工作流程。

基于ASIC的编解码解决方案。通过基于H.264和H.265的深度压缩，可以大幅降低视频传输带宽，对网络部署环境要求低，具有功能丰富、灵活的优点。缺点是视频传输延迟高，视频质量差，通常不用于基带视频输入设计。这意味着使用这种方案几乎总是需要一个外部FPGA。

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作为视频接口和IP工作流解决方案的创新者，Melody希望构建一个全新的代理管理系统，能够在保持现有网络基础设施的同时，以最低的时延保证端到端的视频传输，为用户提供差异化的功能和价值。

事实上，代理管理系统设计的另一种主流方案是基于FPGA架构的，它有很多优点：

灵活支持从各种来源接收基带视频输入；2集成视频编解码器可支持最高1Gbps的网络视频传输速率；3.支持根据不同场景灵活重编程目标比特率，实现视频质量与带宽的平衡；4实现不逊于其他解决方案的视频质量。

解决办法

在Melody看来，用户网络环境千差万别，需要将传统的FPGA方案与H.264/265低带宽编解码的优势相融合。基于FPGA技术的Xilinx Zynq超大规模MPSoC EV不仅拥有传统FPGA的可编程单元，还集成了H.264/AVC、H.265/HEVC等视频编解码特性，正好满足了Meloway的需求。

Melway代理管理系统的硬件由两部分组成：核心模块背板，通过MXM接口连接实现数据传输和通信。Zynq MPSoC位于核心模块，集成了大量16nm可编程逻辑、Block RAM、DSP等资源。单个芯片就能满足Melway代理管理系统所需的性能和功能，使得Melway的核心模块只有82mm 56mm的尺寸。此外，Zynq MPSoC基于标准(H.264和H.265)编解码器，支持新系统兼容任何网络系统。

梅尔韦代理管理系统方案的硬件架构

设计有效性

凭借Zynq MPSoC平台的灵活自适应功能，Melody全新的代理管理系统提供了出色的特性和性能：

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充分利用Zynq MPSoC PL可编程逻辑功能自研视频编解码技术(M264)，实现了4K60 44 10位超低时延编解码，编解码时延控制在64行扫描时间范围内。

借助Zynq MPSoC集成视频编解码单元(VCU)，实现了高性能、低延迟的H.264/H.265双流编码流媒体传输。

利用时间戳锁定发射机和接收机之间的像素频率和垂直同步相位，实现了小于一帧的端到端延迟。

根据网络情况设置的防抖缓冲长度(10-100毫秒)保证了编解码器在网络拥塞时能够平衡传输延迟和画面流畅度，从而呈现最佳的画面效果；

提供功能丰富的API，如图片分割、拼接、叠加、音频双向传输、与其他AV设备/系统互联等。支持客户进一步制定差异化定制方案。

该方案还可以基于Melody云管理软件实现多台设备的集中管理和维护，从而将成本降到最低。

“内置的视频编解码单元是Zynq MPSoC EV与普通FPGA芯片最大的区别。单个MPSoC芯片就能满足我们需要的所有功能，这有助于我们实现出色的总成本和灵活适应不同网络环境的价值优势，让Melway代理管理系统在同行中脱颖而出。”