基于FPGA的视频转换接口的研究与设计

论文摘要

随着计算机、多媒体和数字通信技术的迅速发展,一方面使得视频技术得到了促进和推动,另一方面也使得不同数字显示设备之间的接口互联问题日益突出,然而在当今市场上对于数字互联问题的重视还不够,在两个不同的接口之间进行转换的设备还比较少见。本论文详细介绍了一种基于FPGA的视频转换接口的设计方案,这个接口主要功能是实现了对输入的NTSC制式的视频信号进行转换。接口电路使用ADV7181B芯片对视频信号进行解码处理,被解码的信号为ITU_R656标准8位数据信号。本系统使用FPGA作为开发平台,由I2C总线配置模块、解交织模块、缓存模块、色度空间转换模块和VGA时序转化模块组成。其中,缓存设计采用场内行插入法实现隔行扫描变换为逐行扫描,利用流水线技术对色度空间进行转换;在ADV7123芯片解码下,图像通过VGA控制模块在VGA显示器上得到显示。本论文中的主控制器采用Verilog HDL作为硬件描述语言,系统在Quartus II 6.0, Modelsim SE 6.0软件平台下开发,采用FPGA可编程芯片,让整个系统拥有了较大的灵活性,不仅提高了数字接口的转换速度,而且还可以很方便的利用芯片的可配置性来完成系统的在线升级维护,提升了系统的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 未来发展方向
• 1.4 本论文主要内容
• 第2章 FPGA 及硬件平台介绍
• 2.1 FPGA 简介
• 2.1.1 FPGA 概念
• 2.1.2 FPGA 的设计原则和流程
• 2.2 结构层次化编码及模块的划分
• 2.2.1 结构层次化编码
• 2.2.2 模块划分技巧
• 2.3 Quartus II 软件介绍
• 2.4 开发平台介绍
• 2.5 本章小结
• 第3章 视频转换接口的硬件相关知识
• 3.1 模拟视频信号
• 3.1.1 模拟视频信号的组成
• 3.1.2 模拟视频信号的传输
• 3.2 数字视频信号的相关知识
• 3.3 视频转换接口硬件设计
• 3.3.1 视频解码芯片及功能介绍
• 3.3.2 视频D/A 转换器
• 3.3.3 显示器信号的组成和扫描原理
• 3.4 本章小结
• 第4章 视频转换接口的整体设计方案
• 4.1 视频转换接口结构及其实现方案
• 4.2 视频转换接口的整体方案
• 4.3 视频转换接口硬件构架设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 FPGA 视频转换接口设计与实现
• 5.1 视频转换接口功能框图
• 2 C 总线配置解码芯片模块设计'>5.2 I2 C 总线配置解码芯片模块设计
• 2 C 总线介绍'>5.2.1 I2 C 总线介绍
• 2C 配置'>5.2.2 视频解码芯片的 I²C 配置
• 5.3 解交织模块设计
• 5.4 YCrCb 信号的存储模块设计
• 5.4.1 场内行插入法
• 5.4.2 乒乓缓存控制原理
• 5.4.3 存储模块实现
• 5.5 YCrCb/RGB 转换模块设计
• 5.6 VGA 时序转化模块设计
• 5.7 本章小结
• 第6章 验证与实现
• 6.1 实验步骤
• 6.2 系统调试
• 6.3 验证结果
• 6.4 本章小结
• 结论
• 2C 总线控制器'>附录一 I²C 总线控制器
• 附录二 流水线实现 YCrCb 与 RGB 之间转换
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢