采用FPGA实现视频应用中的OSD设计

2011-07-28 12:42:52来源: 北京合众达电子技术有限责任公司

     近年来,数字视频监控系统在银行、高速公路、楼宇等各个领域取得了广泛的应用。在数字视频监控系统中,OSD(On Screen Display)技术是不可或缺的部分。OSD为用户提供友好的人机界面,能够使用户获得更多的附加信息。

系统构成
   本文介绍的系统是基于TI DSP TMS320DM6?3与FPGA的完整视频监控系统,支持1路视频的输入和1路视频输出,此外还提供网络接口。
 
    视频输入采用TI的高性价比视频解码器TVP5150A来实现,TVP5150A可实现两路复合视频输入或一路S-video视频信号的采集。通过I2C进行寄存器配置,输出数字视频信号遵循ITU656标准。
 
    TVP5150A解码后的数字视频信号通过DM6?3的视频端口1传送给DSP,由DSP进行必要的视频处理,由网络接口输出给远端设备。另一方面,DM6?3把从网络接收的视频数据处理后,通过视频端口2,经过FPGA,由SAA7105显示输出,具体结构如图1所示。
 
    输出部分采用SAA7105实现。SAA7105是NXP公司的一款高性能视频编码器,可提供复合视频输出、VGA视频输出以及HDTV高清视频信号的输出。SAA7105的控制也通过I2C实现,接收复合ITU656标准的数字视频信号。
 
    视频处理部分采用的是TI的DSP TMS320DM6?3来实现。DM6?3主频可达600MHz,有2个20位的视频端口,视频端口支持BT.656、Y/C等数字视频接口,DM6?3还集成了网络MAC,可实现网络接入。
 
   硬件性能的发展速度总是很难满足软件的需求。在视频处理越来越复杂的应用中,DSP承担着繁杂的视频处理任务,资源变得非常紧张,所以在本系统设计中,采用了FPGA实现OSD的设计,可以减轻DSP的负担。
 
    OSD实现部分选用的是赛灵思公司的XC3S250E。XC3S250E是赛灵思SPARTAN-3E系列的FPGA,有25万个逻辑门。
 
图1:基于TMS320DM6?3与FPGA的完整视频监控系统架构示意图。
 
OSD实现
 
    SAA7105无法实现OSD功能,而由XC3S250E来实现。主控芯片DM6?3只需要通知FPGA要显示的内容和位置,具体的工作由FPGA执行。OSD的逻辑框图如图2所示。
 
图2:OSD功能框图。
 
   
[1] [2]

关键字:Xilinx  osd

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0728/article_2362.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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