MPEG-2传输流解复用在内嵌ARM核的FPGA上的实现

2012-10-21 18:08:08来源: 互联网
   

随着芯片技术的发展,FPGA的容量已经达到上百万门级,从而使FPGA成为设计的选择之一。Altera公司的FPGA芯片EPXA10应用SOPC技术,集高密度逻辑(FPGA)、存储器(SRAM)及嵌入式处理器(ARM)于单片可编程逻辑器件上,实现了RISC和FPGA的完美结合。本文使用EPXA10芯片,利用片上的ARM微处理器对MPEG-2传输流进行解码,得到必要的解码参数,实现了将传输流分成视频流和音频流的解复用。

EPAX10器件

简要介绍

ALTERA公司的EPXA10器件单片集成了ARM硬核,百万门级的FPGA,以及SDRAM存储器的接口。它将FPGA和ARM处理器完美结合在一起,是一个典型的SOPC结构。

其中ARM处理器是32位的ARM922T,工作频率可以达到200MHz,具有8K的数据缓存和8K的指令缓存。通过板上的JTAG接口,可以实现断点调试功能。

片上的百万门级FPGA可用于实现用户自定义的逻辑。它通过AHB总线和ARM处理器相互连接。为了更加灵活的使用,FPGA用户自定义逻辑可以定义为主模块(master),在总线通信时处于发起端;或是定义为从模块(slave),在总线通信时处于接收端。FPGA器件内部有3M大小的存储器,同时集成了SDRAM控制器。在FPGA开发板上可以外接128M的SDRAM,为了便于内部FPGA和外部SDRAM大数据量的交换,用户还可以定义自己的DMA模块,用于访问外部SDRAM。通过UART、网卡接口、JTAG接口,FPGA可以很方便地同外部计算机通信、下载程序,及调试程序等。

MPEG-2传输流解复用原理

MPEG-2传输流简要介绍

作为数字视频压缩技术的国际通用标准,MPEG-2标准于1994年被运动图像专家组制定出来,分成系统层、视频压缩层和音频压缩层。系统层主要用来描述音、视频的数据复用和音、视频的同步方式。在系统层定义了TS(传输流)和PS(节目流)两种形式的码流。PS通常用于相对无错的环境,例如DVD中,其长度为2048字节;TS通常用于相对有错的环境,例如数字电视的地面广播传输中,分组长度规定为188字节。TS流和PS流都是由编码后的基本数据流(ES)根据一定的格式打包形成PES包,再加入一些系统信息而构成的,码流形成过程如图2所示。根据MPEG-2协议,在发送端,基本流的PES打包由音/视频编码器完成,复用器接收编码端的音、视频数据流以及辅助数据流,按照一定的复用方法将其交织成为单一的TS流。为了实现音、视频同步,在码流中还必须加入各种时间的标志和系统的控制信息。接收端和发送端正好相反。

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关键字:MPEG-2  FPGA

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2012/1021/article_3205.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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