[电子电路]视频信号发生器设计方案.doc

视频信号发生器设计方案 (1)感谢到访我的主页： 测图像处理器的信号发生器多是标准的模拟视频输出，如文献提出 的模拟视频发生器，有的虽然能产生数字视频但内容是固定的，如 果对内容进行更改则需要对数字视频信号发生器重新编程以达到 要求，比较麻烦，不能满足日益复杂的要求因此灵活改变视频内 容的数字视频信号发生器的研制变得十分迫切本文提出一种数字 视频信号发生器的设计方法，此方法可以同时得到LVDS和CamerL ink制式的视频，供数字化图像处理器检测使用本文提出的设计方 法除可以脱离计算机独立使用外，如果想实时更改信号发生器输出 视频的各项参数，无需重新改写程序，只需把该信号发生器通过串 口连接到计算机上，即可通过人机交互的方式对视频中的目标灰度 、背景灰度，目标大小、目标运动速度进行更改此外目标的背景还 可以从板卡上的SDRAM中选取与以往的视频信号发生器相比， 本文提出的信号发生器除能产生多种数字化视频外，还能灵活更改 所产生的视频各项参数，因此具有一定应用价值1 硬件组成数字视频发生器主要卣FPGA模块、单片机模块、串行通信模块、TT L转L,VDS模块、FTL转CamerL,ink模块、SDRAM模块组成，整个系 统框图如图1所示。

1.1 工作原理数字式视频信号主要由行同步、帧同步、像素时钟、图像数据组成 其中行同步决定一行的起始位置，帧同步决定一帧图像的起始位置 ，像素时钟决定一行有多少列图像数据根据数字图像的组成，可 以看出如果想要生成一幅数字图像，必须包含上述要素其行帧信 号同图像的关系如图2所示，其中VSYN表示帧同步信号，HSYN表 示行同步信号其中图像的采集是从行同步上升沿开始后，按像素时钟采集的本文根据数字视频产生所需的各要素进行信号发生器的设计主要 通过FPGA产生行同步信号、帧同步信号、像素时钟;通过单片机+串 口通信模块实现目标参数的更改，并把更改后的参数传递给FPGA ，供FPGA产生相应运动的视频信号;通过视频制式转换模块把FPG A生成的视频数据及视频控制信号转换成LVDS和CamerLink制式 的数字视频信号2 FPGA控制模块FPGA具有高集成度、高可靠性以及开发工具智能化等特点，目前 逐步成为复杂数字电路设计的理想首选此外FPGA可以通过编程 实现硬件的逻辑功能，大大减少了硬件设计的复杂程度因此本文 以FPGA为核心器件产生视频信号，这里选用ALTERA公司的Syclo ncII系列的EP2C8 F25618N，采用VHDL语言编程生成与数字视频有关的各个信号， 与单片机通信接收视频修改参数的模块及得到SDRAM内部图像的 模块。

其结构框图如图3所示信号发生器上电后，FPGA通过与单片机通信的模块得到初始视频 各项参数，根据参数进行目标大小、目标灰度、目标运动速度、背景 灰度的设置，然后根据各项设置产生视频数据，FPGA帧同步模块、 行同步模块、像素时钟模块分别产生帧同步、行同步、像素时钟，图 像数据按以上控制信号从FPGA中发送出去在本文中FPGA各功能模块根据基准时钟生成帧同步、行同步、像 素时钟这里以50M时钟为基准时钟信号，根据图像处理平台对输 入信号的要求，设计的帧同步高电平占33ms，低电平占1.2ms，行同 步高电平占35 μm，低电平占8.4μm这里把50M基准时钟输入像素时钟模块经过 锁相后依然以50M的时钟频率输出，作为像素时钟由于一行较多 ，可在程序中进行限位，控制每行像素数像素的产生主要有两种 方式，一种是通过与单片机通信得到目标像素灰度及背景像素灰度 ，根据这两种灰度产生像素数据另一种方式是通过从连接在FPG A上的SDRAM内读出图像作为背景，从与单片机通信得到目标灰 度，共同形成像素数据2.1 单片机控制模块及通信模块在本设计中单片机作为通信管理芯片它主要实现与计算机的通信 ，更改信号发生器所产生信号的各个参数，把各个参数经过整合送 给FPGA，以便FPGA根据参数控制目标的运动速度、目标大小、目 标灰度及背景灰度。

为了保证信号发生器能够方便地和计算连接， 实现人机交互，实时更改产生的视频信号，并且从通信稳定可靠出 发，这里采用RS232通信接口但是因为计算机每次发的数据较多， 这里没有直接应用电平转换芯片把计算机和单片机的串口连在一 起，而是通过一片16C650把电平转换芯片和单片机连在一起，这样的好处在于16C650内部具有32字节的FIFO，可起到数据缓存的作 用，使单片机能够稳定可靠地接收数据2.2 视频制式转换模块因为FPGA产生的视频信号为TTL电平，而目前数字视频信号以LV DS制式和CamerLink制式为主，因此需要进行电平转换这里主要 采用把FPGA产生的TTL电平的数字视频信号接入SN75LVDS387得 到LVDS制式的视频信号，同时可把该TTL数字信号接入DS90CR28 5得到CamerLink制式信号 3 软件设计 本文软件设计主要对单片机和FPGA进行编程其中对单片机编程 主要应用C语言进行编程，对FPGA主要应用VHDL语言编写。

其中 单片机程序框图如图4所示FPGA程序流程框图如图5所示4 结论本文介绍了一种基于FPGA的数字视频信号发生器，具有一定应用 价值欢迎到访： 您还在到处查找电子电路设计?电子电路论文?方案吗？在这里可以找到http://www. 免费阅读西游文档:ADI发布支持赛灵思7系列的数模转换用FMC子卡 基于FPGA NiosII的MPEG-4视频播放器 赛灵思增强型实时视频引擎加速新代视频处理设备投产 BBC RD采用赛灵思FPGA设计全新摄相机后背 赛灵思显示目标设计平台加速超高分辨率 4K2K 显示器开发 基于CPLD的线阵CCD数据采集系统的开发 视频 赛灵思7系列AMS技术在Embedded World 2012上的演示 视频 Virtex-7 X690T GTH收发器性能演示 FPGA方案：SoC数字显示系统 基于FPGA和DSP的高速图像处理系统 基于FPGA的OLED真彩色显示的设计方案 本文档若侵害你在权益，请留言或者站内联系。