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基于PCI總線(xiàn)的電視圖像處理仿真系統設計
作者：
時(shí)間：2010-12-24
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2 PCI總線(xiàn)視頻信號處理卡
PCI總線(xiàn)視頻處理卡由模擬視頻信號處理、視頻信號A／D轉換、PCI總線(xiàn)數據采集和信號傳輸等部分組成。
2．1 視頻處理和視頻A／D轉換
視頻信號經(jīng)過(guò)電纜傳輸后有一定的衰減并且迭加上噪聲信號，對A／D轉換前的原始視頻信號進(jìn)行放大和濾波處理，可以有效增強視頻信息，降低噪聲干擾。視頻A／D轉換芯片可供選擇的種類(lèi)比較多，如SAA7111，BT218等。
2．2 PCI總線(xiàn)數據采集和信號傳輸
PCI總線(xiàn)是成組數據的瘁發(fā)傳輸，每組數據是由一個(gè)地址信號和一系列的數據信號組成，PCI總線(xiàn)采用地址和數據復用結構，大大減少了信號數量，但PCI總線(xiàn)規范仍然十分復雜，其接口的實(shí)現比傳統ISA、EISA總線(xiàn)困難，連接到PCI總線(xiàn)上的設備可分為主控設備和目標設備兩類(lèi)，目標設備最少需要47個(gè)信號，主控設備最少需要49個(gè)信號，其中包括數據／地址復用總線(xiàn)、接口控制線(xiàn)、仲裁、總線(xiàn)命令、系統線(xiàn)等。在設計中，可采用以下兩種方案實(shí)現PCI總線(xiàn)的接口設計：
2．2．1 采用可編程邏輯器件實(shí)現PCI接口設計
目前幾乎所有的可編程邏輯器件廠(chǎng)商均有用于微型計算機接口的典型的PLD產(chǎn)品。多數廠(chǎng)家還提供用VHDL、Verilog、AHDL編制的PCI總線(xiàn)接口核心設計模塊。利用這些模塊可編程邏輯器件可以實(shí)現簡(jiǎn)單的PCI總線(xiàn)接口設計。由于可編程邏輯器件自身的特點(diǎn)，設計人員實(shí)現PCI接口設計時(shí)有更多的思維想象空間。
雖然使用可編程邏輯器件設計PCI接口具有靈活的特點(diǎn)，但在設計中仍存在以下需要關(guān)注的問(wèn)題：
(1)PCI具有順從性的特點(diǎn)，幾乎所有包含高性能數據和控制路徑中的邏輯都需要1個(gè)PCI系統時(shí)間的拷貝，這與PCI苛刻的負載要求相矛盾。另外，在完成某些功能如數據突發(fā)傳送時(shí)，往往需要很多時(shí)鐘負載，而時(shí)鐘上升沿到輸出有效時(shí)間必須小于11 ns，這進(jìn)一步加重時(shí)鐘扇出問(wèn)題。
(2)PCI規范對傳輸數據的7 ns建立時(shí)間要求苛刻，有時(shí)在設計中要使用模擬延遲來(lái)解決。
(3)任何完善的PCI接口器件都必須提供PCI配置空間，實(shí)現PCI規定功能需要完成邏輯校驗、地址譯碼、實(shí)現配置所需的各類(lèi)寄存器等基本要求，選用的可編程器件對其邏輯門(mén)的容量有較大的要求。
此外，在使用可編程邏輯器件設計插卡電路時(shí)還需加入FIFO、用戶(hù)寄存器、后端設備接口等電路，在一定程度上增大了電路設計的難度。
2．2．2 選用PCI總線(xiàn)控制器專(zhuān)用芯片
采用專(zhuān)用芯片放置在插卡電路與PCI總線(xiàn)之間，提供傳遞數據和控制信號。如PLX公司開(kāi)發(fā)的PLX9080和PLX9054系列芯片，AMCC公司的S59xx系列等。AMCC公司的S5933是一種功能強、使用靈活的PCI總線(xiàn)控制器接口芯片，采用160PQFP和208TQFP 兩種封裝形式，符合PCI局部總線(xiàn)規范，即可作為PCI總線(xiàn)目標設備(Slave)，實(shí)現基本的傳送要求，也可作為PCI總線(xiàn)主控設備(Master)訪(fǎng)問(wèn)其他總線(xiàn)設備。原理框圖如圖2所示。
S5933提供了3種物理總線(xiàn)接口：PCI總線(xiàn)接口、ADD-ON總線(xiàn)接口及外部配置存儲器(BIOS-ROM)接口，數據傳輸可以在PCI總線(xiàn)與 ADD-ON總線(xiàn)之間或與外部配置存儲器之間進(jìn)行。PCI總線(xiàn)與ADD-ON總線(xiàn)之間的傳輸可以使用3種通道：信箱寄存器通道、FIFO通道和PASS- THRU通道。
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