基于FPGA的視頻圖像分割技術(shù)設計與應用

通過(guò)實(shí)驗得到另一個(gè)結論：在DSP內部是用DMA來(lái)搬運視頻數據到顯示bu仃er的相應位置。對于數據量相對較大的“數據塊”來(lái)說(shuō)，DMA所耗費的系統性能是非常接近的。由此，筆者設計出第2種換面合成方式，如圖4所示。這樣做可以簡(jiǎn)化邏輯設計，節約FPGA資源，提高項目開(kāi)發(fā)速度。

2 系統設計

2.1 硬件設計部分

圖5是FPGA相關(guān)部分硬件框圖，可以看到，16路視頻數據由4片TW2815芯片輸入到FPGA，經(jīng)過(guò)分割合成處理后送入DSP。由于視頻數據速度高、數據量大，所以采用兩片DDR SDRAM進(jìn)行緩存。主時(shí)鐘為133 MHz，配置電路采用從串和JTAG模式，前者用于系統運行時(shí)由MCU進(jìn)行配置，后者用于系統調試。FPGA芯片選用Xilinx公司Spaaen3ADSP系列

XC3SD3400A芯片。系統由ATX電源供電，內部各電平由電源芯片產(chǎn)生。內存為兩片HY5DU561622ETP型DDR SDRAM。

2.2 軟件功能架構

圖6為軟件設計功能框圖，它由多個(gè)功能模塊組成。各模塊功能如下：

1，INPUT DEMUX：接收視頻數據，根據視頻解碼芯片的工作模式將信號分解成ITU-RBT.656數據送入下級模塊。

2，VII)IN：檢測SAV、EAV信號，提取有效視頻數據(DI、CIF、QCIF)，然后放入FIFO中暫存。

3，WRITE DMA：按照設計中對內存的劃分，將不同通道的有效數據寫(xiě)入設定的內存空間。

4，READ DMA：按照一定的格式讀取內存空間中的數據。

5，MEM ARB：仲裁對內存的讀寫(xiě)操作，協(xié)調讀寫(xiě)模塊工作。

6，DDR SDRAM Controller：用Xilinx內存接口生成器（MIG）生成，實(shí)現FPGA與DDR接口

7，VID OUT：在輸出視頻數據中添加通道號等輔助信息，便于DSP識別。

8，12C_SLAVE：模擬12c從模塊工作方式，外部MCU通過(guò)該接口對內部寄存器進(jìn)行配置，以實(shí)現不同功能。

整個(gè)系統基于同步邏輯設計，使用Verilog HDL語(yǔ)言進(jìn)行代碼編寫(xiě)，仿真使用ModelSim，圖7是其中典型一次寫(xiě)突發(fā)過(guò)程模塊的仿真波形。