多媒体平台的硬件接口设计

论文摘要

随着半导体工艺水平的不断提高,一个完整的多媒体系统可由单个芯片完成。目前,多媒体技术的迅速发展,使得多媒体应用芯片的规模和复杂度也呈指数增加,而专用ASIC的开发周期长,成本高。为了缩短开发周期,减小风险,利用带有FPGA的多媒体平台进行原始模型的开发和验证已成为一种趋势。论文主要工作内容为设计开发用于多媒体验证平台的各类端口扩展子板,包括音频输入/输出接口板、视频输入接口板、视频输出接口板和无线传输接口板。这些扩展子板与多媒体通用平台搭建形成完整的多媒体平台。各个子板的接口驱动电路利用多媒体平台上面的FPGA设计完成。论文首先介绍了多媒体通用平台,其中重点研究了Spartan-3 XC3S1500芯片的结构特点。之后,论文重点设计了音频输入/输出接口板、视频输入接口板、视频输出接口板和无线传输接口板。其中音频输入/输出接口板可以完成音频数据的采集和播放功能;视频输入接口板可以完成视频图像数据的采集功能,视频输出接口板可以完成VGA图像的显示功能;无线传输接口板可以完成音视频数据的无线传输功能,现已完成了该板的电路设计及PCB板设计。最后,论文设计了接口驱动电路,包括I2S接口模块,视频输入模块（UART模块、I2C模块和数据存储控制模块）,视频输出模块（数据输入控制模块、数据缓存模块和VGA接口模块）。本多媒体平台的开发工具采用Xilinx的ISE 6.0,采用Verilog HDL进行接口设计。多媒体开发平台已经完成G.726、G.728、以及多个视频IP的开发工作,开发结果证明本文所设计的多媒体平台的硬件接口可以满足多媒体芯片设计的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 音视频编码技术
• 1.2.1 视频编码标准
• 1.2.2 音频编码标准
• 1.3 音视频接口发展现状
• 1.4 本文主要内容
• 第2章 FPGA开发技术
• 2.1 FPGA
• 2.2 FPGA设计方法
• 2.3 FPGA设计流程
• 2.4 本章小结
• 第3章 多媒体平台的硬件接口设计
• 3.1 多媒体平台硬件接口的整体设计
• 3.2 FPGA主板结构介绍
• 3.2.1 XC3S1500 FPGA结构
• 3.2.2 XC3S1500 配置模式
• 3.3 音频输入/输出接口板设计
• 3.3.1 音频数据采集部分
• 3.3.2 音频数据播放部分
• 3.4 视频接口板设计
• 3.4.1 视频输入接口板
• 3.4.2 视频输出接口板
• 3.5 无线传输接口板
• 3.6 本章小结
• 第4章 多媒体平台接口程序设计
• 2S接口'>4.1 I²S接口
• 2S接口原理'>4.1.1 I²S接口原理
• 2S接口设计'>4.1.2 I²S接口设计
• 4.2 视频输入模块
• 2C接口电路'>4.2.1 I²C接口电路
• 4.2.2 UART的设计
• 4.2.3 像素存储控制器
• 4.3 视频输出模块
• 4.3.1 VGA显示原理
• 4.3.2 视频输出模块程序设计
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢