基于DSP與FPGA的全姿態(tài)指引儀圖形顯示系統設計

3．2 天地球區域的輪廓生成
因為天地球的位置和形狀固定，跟隨參數變化的是其區域的顏色信息，因而輪廓生成的任務(wù)就是根據變化的參數重新標記填充區域邊界的顏色信息，以便FPGA根據邊界點(diǎn)的顏色信息確定區域內像素點(diǎn)的顏色。在DSP初始化畫(huà)面生成天地球邊界時(shí)，建立邊界數組存儲邊界點(diǎn)的位置以方便其顏色信息的標記。在DSP接收到一組飛行參數后，根據俯仰角和側滾角重新賦給天地球的邊界和地平線(xiàn)以顏色信息。這種方法可以節省大量時(shí)間以滿(mǎn)足系統的實(shí)時(shí)性要求。
3．3 天地球區域的FPGA硬件填充
區域填充一般可以歸為兩大類(lèi)：掃描轉換和種子填充。其中邊標志填充算法和掃描線(xiàn)種子填充算法分別是這兩類(lèi)中較為常用和高效的算法，邊標志填充算法更適合于硬件和固件實(shí)現。故選用邊標志填充算法完成區域填充，編程邏輯使用Verilog HDL實(shí)現。
具體思路如下：(1)DSP讀取雙口RAMl中存儲的已經(jīng)由FPGAl預處理了的信號，生成一些直線(xiàn)、圓弧，如線(xiàn)段AB、弧線(xiàn)AC，在DSP進(jìn)行圖形生成的同時(shí)，對需要填充的圖形進(jìn)行邊標志的標定，并通過(guò)雙口RAM2送至SRAMl(或SRAM2)中(說(shuō)明需要參照結構原理框圖)，(2)填充工作由FPGA2實(shí)現，FPGA2并行地從SRAM2(或SRAMl)讀入像素，并進(jìn)行標志識別與操作，實(shí)現邊標志填充算法。算法具體描述如下：
(1)設立邊標志，該功能由DSP完成，是在生成天地球填充輪廓的過(guò)程中，同時(shí)給邊界和地平線(xiàn)做上標記，畫(huà)面除了背景色以外需要填充藍色和褐色兩種顏色(一些特殊情況，如俯仰角大于90°或者小于-90°，則只需填充藍色或褐色)。因此天地球的填充需要設立藍色邊標志和褐色邊標志。
(2)像素操作，該功能由FPGA2完成，由布爾狀態(tài)量確定和輸出顏色確定兩部分組成。FPGA2把已打上邊標志的圖形數據從幀存(SRAMl或SRAM2)中讀出，對每條掃描線(xiàn)，依從左到右的順序，逐個(gè)訪(fǎng)問(wèn)該掃描線(xiàn)上的像素，對于像素具有藍色和綠色標志的，分別定義一個(gè)布爾狀態(tài)量flag_blue和flag_green來(lái)指示當前像素點(diǎn)的狀態(tài)，若點(diǎn)在需要填充的藍色(或綠色)區域內，flag_blue(或flag_green)為真，反之，若點(diǎn)在填充區域外，flag_blue(或flag_green)為假；每當當前被訪(fǎng)問(wèn)的是被打上藍色邊標志edge_blue(或綠色邊標志edge_green)的像素時(shí)，fl-ag_blue(或flag_green)取反；對未打任何邊標志edge_no的像素，flag_blue(或flag_green)不變。算法確定輸出顏色時(shí)，對于所訪(fǎng)問(wèn)的像素，根據flag_blue(flag_green)標志把相應的顏色Blue(Green)輸出顯示，否則，則直接把背景色Background輸出顯示。
3．4 滾動(dòng)刻度和字符處理
代表俯仰角的刻度和度數都在天地球區域內實(shí)時(shí)的滾動(dòng)，它與填充區域外面的移動(dòng)刻度和字符的區別是：刻度和字符不能超出填充區域，否則會(huì )擦除其它天地球外的重要信息。對于這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)以下方法解決：在初始化分層時(shí)標記了的填充區域內，選擇一種與填充區域外的各種顏色和填充區域內小飛機標記顏色值不同的一種顏色數據來(lái)代表填充區域內的滾動(dòng)字符和刻度。每次寫(xiě)前判斷如果在填充區域外則不要寫(xiě)，如果在填充區域內且非標志信息則寫(xiě)出該字符或刻度，也就是如果刻度滾動(dòng)到區域外則不再顯示，但其位置信息仍然根據參數變動(dòng)。擦除時(shí)，根據位置信息判斷像素點(diǎn)是不是移動(dòng)刻度和字符的顏色，如果是就擦成填充區域的原始數值，否則保持不變。這樣就實(shí)現了既不把字符寫(xiě)道填充區域外，也不會(huì )將填充區域外的信息元擦除。其程序流程圖如圖3所示。

4 結束語(yǔ)
通過(guò)將圖形分層處理，只根據參數改變其填充層和動(dòng)態(tài)字符層信息，減少了DSP輪廓生成的運算量。又按照硬件系統結構特點(diǎn)將圖形運算由DSP軟件標記輪廓，FPGA硬件完成區域填充的方法，顯著(zhù)加快了區域填充速度，使得畫(huà)面顯示取得效果良好。這種圖形處理方法對其它類(lèi)似的圖形處理應用場(chǎng)合具有很好的借鑒意義。