視頻解碼器SAA7111在圖像采集中的應用

　　0 引言

　　SAA7111是philips公司生產(chǎn)的可編程視頻處理器。該芯片集A／D與解碼功能于一身，片內附有鎖相、自動(dòng)鉗位、自動(dòng)增益控制、時(shí)鐘產(chǎn)生、多制式解碼等電路，另外，SAA7111還可對亮度、對比度和飽和度進(jìn)行控制。它既能支持PAL電視制式，又可支持NTSC電視制式。SAA7111A內部含有I2C接口，故可通過(guò)I2C總線(xiàn)對SAA7111A的工作方式進(jìn)行設定。SAA7111A的場(chǎng)同步信號VREF、行同步信號HREF、奇偶場(chǎng)信號RESO、象素時(shí)鐘信號LLC2都可由引腳直接引出，從而可省去時(shí)鐘同步電路，且其可靠性和方便性也有了很大的提高，故可廣泛地應用于放映機、數字電視、DVD錄像機和游戲機等許多系統中。

　　1 SAA7111的結構功能

　　SAA7111的內部功能方框圖如圖1所示。圖中，從SAA7111的四個(gè)模擬輸入端AI11、AI12、AI21、AI22的某一引腳輸入的視頻圖像信號經(jīng)模擬處理后，一路可通過(guò)緩沖器輸出到AOUT端用于監視，另一路經(jīng)A／D轉換器后則產(chǎn)生數字色度信號和亮度信號。在分別進(jìn)行亮度信號處理和色度信號處理后，其亮度信號處理結果的一路將送到色度信號處理器進(jìn)行綜合處理，產(chǎn)生的Y和UV信號經(jīng)格式化后從VPO(16位)輸出；另一路則進(jìn)入同步分離器，并經(jīng)數字PLL產(chǎn)生相應的行和場(chǎng)同步信號HS和VS，同時(shí)，PLL將驅動(dòng)時(shí)鐘發(fā)生器，以產(chǎn)生HS鎖定的時(shí)鐘信號LLC和LLC2。SAA7111的所有功能均是在I2C總線(xiàn)控制下完成的，其中SCL為串行時(shí)鐘，SDA為串行數據信號。

　　2 SAA7111在圖像采集中的應用

　　圖2所示是一種基于無(wú)線(xiàn)數字家庭安防的圖像采集與控制系統的硬件原理圖。本系統可配備4路普通攝像頭，當某一路接通時(shí)，視頻信號將進(jìn)入視頻解碼器SAA7111進(jìn)行A／D轉換，以將模擬信息變成標準的YUV4：2：2數字圖像信息，供系統進(jìn)行進(jìn)一步的處理。SAA7111的哪一路被選通以及芯片的初始化均可由本系統的核心控制器AT91RM9200控制。

　　AT91RM9200通過(guò)I2C總線(xiàn)對芯片進(jìn)行初始化。SAA7111有32個(gè)內部寄存器(Sub-address00H-1FH)，初始化就是對這些寄存器進(jìn)行配置。在這些寄存器中，00H是芯片版本信息寄存器；02H-05H是前端配置狀態(tài)寄存器，用于根據輸人模擬視頻信號的類(lèi)型和格式來(lái)設置芯片前端模擬通道的工作狀態(tài)：06H-0DH、10H-12H是解碼工作方式配置寄存器，用于進(jìn)行同步信號控制和輸出數據控制；1AH-1CH是只讀測試信息寄存器；1FH是只讀解碼狀態(tài)寄存器，可用于報告解碼過(guò)程中的各種信號狀態(tài)。其余寄存器可保留備用。

　　亮度、色度、飽和度的控制以及噪聲、信號增益的處理，都可選用系統默認值，也可在測試時(shí)通過(guò)比較得到最優(yōu)的配置。本系統選用系統默認值。對SAA7111的初始化主要對模擬輸入控制與輸出控制進(jìn)行配置。通過(guò)設置可使SAA7111工作于某一路模擬PAL制式的全電視信號輸入，輸出為16bit的YUV4：2：2數字視頻信號，同時(shí)輸出HS、HREF、VREF、VS信號。本設計對SAA7111的內部寄存器的具體設置如下：

　　(1)模擬輸入控制1(02H)、2(03H)、3(04H)、4(05H)

　　寄存器02H的低三位用于設置SAA7111的模擬信號輸入方式，共8種輸入方式可供選擇。這八種輸入方式分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)是輸入一路視頻信號，該信號經(jīng)A／D采樣后得到的數據同時(shí)再送入色度和亮度信號處理電路；第二類(lèi)是輸入兩路視頻信號，一路經(jīng)A／D采樣后的數據送入色度信號處理電路，另一路A／D采樣后的數據送入亮度信號處理電路。寄存器02H的剩余位與03H、04H、05H一起可用于控制輸入信號的增益、振幅和噪聲(也可選用系統默認值)。模擬輸入控制寄存器1的位格式如表1所列。其中MODE2、MODE1、MODE0是輸人格式設置位，可控制八種輸入模式。這8種模式的具體功能如表2所列。

　　本系統中的輸入信號格式為CVBS，輸入通道是AI11，因此，可選擇MODE0，圖3所示是MODE0的輸入通道示意圖。