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视频显示格式转换电路的设计与验证

张倩  
【摘要】:随着数字电视节目的开播,目前我国开始从模拟电视时代向数字电视时代转变,这个过渡期估计为5 -10年左右,在此期间,模拟电视节目和数字电视节目同时播送,这样就存在模拟和数字电视节目接收兼容性的需求。大量的模拟电视机除了要接收原来的模拟电视节目外,还要能够收看新开播的数字电视节目;同时新的数字电视机也要能同时接收模拟和数字电视节目。那么就要求进行各种视频显示格式之间的转换,这就要求开发视频显示格式转换集成电路。 首先,本文介绍了目前普遍被应用的视频显示格式转换的算法。基于就近取值和线性插值两种算法得到了一种转换算法:运动估计插值法;并且通过C语言编写验证程序,对该算法进行验证,验证结果证明该算法可以得到好的插值效果;通过分析还可以得到这种转换算法的硬件实现比较简单。 其次,本文设计和实现了一种视频显示格式转换电路,这个电路的主要功能是利用运动估计插值法将图像解码器输出的图像显示格式转换成电视机显示电路支持的图像显示格式,输入和输出的图像格式可以为PAL、NTSC以及数字电视显示格式等等制式。本设计的一大特点是将电路设计成可配置的结构,如果数字电视的国家标准有了变化,我们只须改变系统控制MCU对该电路的配置即可,不必重新设计该电路。 再次,为了对设计的视频显示格式转换电路进行验证,我们成功设计开发了电路的FPGA验证系统。FPGA验证系统的设计是基于Xilinx Virtex-II pro XC2VP20 FPGA完成的。Virtex-II pro FPGA内部集成了嵌入式的处理器,利用FPGA内部的的嵌入式处理器开发了一个嵌入式系统,利用这个嵌入式系统来实现存储器数据之间的转移和视频显示格式转换电路的配置。为了使计算机并口能够传送图像数据,我们开发了一个计算机并口的EPP模式驱动程序。 本电路利用VerilogHDL语言进行RTL级的硬件实现,RTL级仿真完全通过;并且成功设计了电路的FPGA验证系统;电路的FPGA验证初步完成。


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