超高清视频产业的发展,在某些应用场合对视频的无压缩传输与无损处理两大技术提出了更高的要求。然而目前,在超高清视频领域的技术研究多依赖有损压缩实现视频传输与处理且传输距离受到自身信号、线缆、环境等因素影响存在一定限制。因此,一个完备的无压缩远距离高速传输与无损实时处理的解决方案是推动超高清视频产业特殊市场应用的极大助力。本文从项目的实际需求出发,结合应用场景,设计了一套基于FPGA的分布式视频处理平台,面向4K、8K等超高清视频,提供无压缩远距离高速传输、分布式无损实时处理与输出显示功能。平台由上位机、本地视频输出板卡、分布式视频处理板与显示屏四部分组成,上位机实现用户交互并驱动板卡PCIe接口获取视频数据;本地视频输出板卡通过SFP+接口将无压缩视频数据传输至分布式视频处理板;分布式视频处理板通过SFP+接口实现系统级联扩展并完成视频数据的无损实时处理,最后经HDMI接口输出;显示屏接收处理结果进行呈现。本系统硬件设计围绕核心的分布式视频处理板展开,采用14层叠层结构,完成共计1423个元器件、1020个信号网表、4607个电气连接的高速PCB设计。整个设计过程围绕SI、PI与EMC,通过理论计算与工具仿真,进行问题分析、互连设计与结果验证。同时,配合硬件设计完整的分布式视频处理的平台软件。包括:上位机软件,基于C与C#语言实现用户交互界面与PCIe板卡驱动;本地视频输出板卡软件,基于Verilog语言实现视频数据的PCIe接收、UDP组包与SFP+发送;分布式视频处理板软件,基于Verilog与C语言实现视频数据的SFP+接收、UDP解包、重组处理与HDMI输出。本文所设计的分布式视频处理平台,软硬件功能完备且性能优越,为超高清视频的无压缩远距离高速传输与分布式无损实时处理及显示提供了可拓展的解决方案,创新的架构与软硬件设计成果具有实际的应用价值。