In onlangse jare word digitale video-toesigstelsels wyd gebruik op verskillende terreine soos banke, snelweë en geboue. In digitale videobewakingstelsels is OSD (On Screen Display) -tegnologie 'n onontbeerlike onderdeel. OSD bied gebruikers 'n vriendelike mens-masjien-koppelvlak, wat gebruikers in staat stel om meer bykomende inligting te bekom.
1. Stelselsamestelling
Die stelsel wat in hierdie artikel bekendgestel word, is 'n volledige videobewakingstelsel gebaseer op TI DSP TMS320DM6? 3 en FPGA. Dit ondersteun 1 kanaal video-invoer en 1 kanaal video-uitvoer, en bied ook 'n netwerk-koppelvlak.
Video-invoer word gerealiseer deur TI se koste-effektiewe video-dekodeerder TVP5150A. TVP5150A kan die versameling van twee saamgestelde video-insette of een S-video-videosignaal realiseer. Die register word deur I2C gekonfigureer, en die uitvoer-digitale videosignaal volg op die ITU656-standaard.
Die digitale videosignaal wat deur TVP5150A gedekodeer is, word deur die videopoort 1 van DM6 na die DSP gestuur? 3, en die nodige video-verwerking word deur die DSP uitgevoer en dan na die afgeleë toestel deur die netwerk-koppelvlak uitgevoer. Aan die ander kant, na DM6? 3 die videodata wat van die netwerk ontvang word, verwerk, word dit vertoon en uitgevoer deur SAA7105 via videopoort 2 deur FPGA.
Die uitvoerdeel word gerealiseer deur SAA7105. SAA7105 is 'n hoëprestasie-video-kodeerder van NXP Company, wat saamgestelde video-uitvoer, VGA-video-uitvoer en HDTV-hoë-definisie-videosignaaluitset kan lewer. Die beheer van SAA7105 word ook deur I2C gerealiseer en ontvang die digitale videosignaal van die saamgestelde ITU656-standaard.
Die deel van die videoverwerking aanvaar die DSP TMS320DM6 3 van TI om te besef. Die hooffrekwensie van DM6? 3 kan 600 MHz bereik, en daar is twee 20-bis-videopoorte. Die video-poorte ondersteun digitale video-koppelvlakke soos BT.656 en Y / C. DM6? 3 integreer ook netwerk MAC om netwerktoegang te bewerkstellig.
Die ontwikkelingsnelheid van hardeware-prestasie is altyd moeilik om aan die behoeftes van sagteware te voldoen. In die toenemend ingewikkelde toepassings van videoverwerking is DSP verantwoordelik vir ingewikkelde videoverwerkingstake, en hulpbronne word baie streng. Daarom word FPGA in die ontwerp van hierdie stelsel gebruik om die ontwerp van OSD te verwesenlik, wat die las van DSP kan verminder.
Die OSD-implementeringsgedeelte gebruik Xilinx se XC3S250E. XC3S250E is 'n Xilinx SPARTAN-3E reeks FPGA met 250,000 logiese hekke.
2. OSD implementering
SAA7105 kan die OSD-funksie nie realiseer nie, maar word gerealiseer deur XC3S250E. Die belangrikste beheerskyfie DM6? 3 hoef net die FPGA in kennis te stel van die inhoud en posisie wat vertoon moet word, en die spesifieke werk word deur die FPGA uitgevoer. Die logiese blokdiagram van OSD word getoon soos in Fig. 2.
OSD FPGA ontvang OSD-data en beheerinstruksies van DSP DM6 3 deur EMIFA, ontvang videodata deur DSP-videopoort 1, en lê OSD-inligting op die videodata, en voer dit uit na die video-kodeerder SAA7105. Die funksionele modules van OSD word soos volg beskryf.
Die data-poort van die adres-dekoderingsmodule is gekoppel aan die lae 32-bis-data van EMIFA van DSP DM6 3, en ontvang die data en beheerinligting wat deur DM6 3. gestuur word. Hierdie data en beheerinligting is die oorspronklike 32-bit-data wat deur DM6 3. Die adres-dekoderingsmodule plaas die ontvangde OSD-data, soos die inhoud van die OSD, in die interne FIFO van die FPGA in 'n 32-bis-data-formaat. Die beheerinligting word hoofsaaklik gebruik om die OSD te beheer deur middel van 'n stel kontroleregisters.
Daar is ook 'n video-koppelvlakmodule wat direk aan die DSP gekoppel is. Die video-koppelvlakmodule is gekoppel aan die video-poort 2 van die DSP, en stoor die data- en beheerinligting vanaf die DSP-videopoort. Hierdie beheerinligting word direk na die OSD-multikanaal-beheermodule oorgedra, en die beheerinligting beheer ook die video-dekodeerder SAA7105.
Die OSD-beheerlogika voer die beheerinligting uit die kontroleregistergroep uit na elke funksionele module van die OSD om die beheer van die OSD te bewerkstellig. Die registergroep is hoofsaaklik in twee dele verdeel: die een is die asynchrone registergroep, wat beheerinligting stuur, soos reset, OSD-aktiveer en databreedte na die OSD kies; die ander is die sinchrone registergroep, wat hoofsaaklik die posisie-inligting van die OSD beheer.
Die OSD-dekoderingsmodule haal die data wat vertoon moet word uit die FIFO volgens die beheerinligting van die beheerlogika uit, en voer dit uit na die OSD CLUT-module in sinchronisasie met die videogegewens. Die data wat van die FIFO verkry word, is die oorspronklike 32-bis DSP-data, en die data wat deur die OSD CLUT-module benodig word, is 8/16-bit, dus moet die OSD-uitpakmodule die 32-bit-data uitpak volgens die frekwensie van die video-poort. Die 32-bis data word na die OSD CLUT module gestuur met 'n breedte van 8/16.
'N Ander funksie van die FIFO-module is om FIFO-statusinligting oor te dra na die DMA-gebeurtenisgenerator-module, soos FIFO full of FIFO leeg. Die DMA-gebeurtenisgenerator monitor hierdie gebeure, en as dit plaasvind, word dit na DM6 gestuur? 3 in 'n onderbrekingsmodus om korrekte lees- en skryfbewerkings aan die EIEU te bewerkstellig.
Die OSD CLUT-module soek na die ooreenstemmende waarde van YCbCr vir die data van elke pixel wat van die OSD-uitpakmodule ontvang word, en beheer die uitvoerreeks van hierdie OSD CLUT-data. Hierdie omskakelingsverhouding word deur die DSP deur die 24-bis-datapoort oorgedra. Die data van die OSD CLUT-module word direk na die OSD-multikanaal-beheermodule oorgedra.
Die OSD-multikanaal-beheermodule bepaal die uitvoer-videodata volgens die Alpha-kontrolebit wat van die OSD CLUT-module ontvang is. As die huidige OSD-inligting, dit wil sê die Alpha-kontrolebit, geldig is, voer dit die OSD-data uit na die data-omskakelingsmodule. Andersins, voer die oorspronklike videodata wat vanaf die video-koppelvlakmodule ontvang is, uit om die OSD-funksie te verwesenlik.
Die data-uitvoer deur die OSD-multikanaalbeheerder word nie direk na die video-dekodeerder gestuur nie, maar volgens die toepassingsvoorwaardes word die nodige data-omskakeling volgens die data-omskakelingsmodule uitgevoer. Uit die koppelvlak-tydsberekening van SAA7105 kan gesien word dat wanneer SAA7105 vir die saamgestelde video-uitvoer ingestel is, die vereiste data 'n enkele klokranddata is. Op die oomblik doen die data-omskakelingsmodule geen werk nie, en die data wat van die OSD-meerkanaal-beheermodule ontvang word, word ongeskonde oorgedra. Vir SAA7105; as SAA7105 in die VGA- of HDTV-uitvoermodus gekonfigureer is, is dubbele klokranddata nodig. Op hierdie tydstip skakel die data-omskakelingsmodule die data van die enkele klokrand wat van die OSD-beheerder ontvang is om in dubbele klokranddata en voer dit uit na die video-dekodeerder SAA7105.
Daar kan gesien word dat FPGA al die werk van OSD voltooi het. As u die OSD-inhoud, DM6, wil vertoon? 3 hoef slegs beheerinstruksies deur die EMFIA-poort na die FPGA te stuur. Hierdie instruksies bevat natuurlik die inhoud en liggingsinligting van die OSD.
3. OSD-beheer
Die OSD-ontwerp wat deur XC3S250E geïmplementeer word, voer OSD-weergawe uit op die ontvangde OSD-ligging en inhoudinligting, sonder enige beperkings op die inhoud wat deur die OSD vertoon word, wat baie buigsaam en gerieflik is. Die volgende neem OSD Chinese karaktervertoning as 'n voorbeeld om die werking van OSD te illustreer.
Om Chinese karakters korrek te vertoon, moet die invoer Chinese interne kode omgeskakel word in die ooreenstemmende liggingkode. Vir hierdie funksie gebruik ons die funksie Uint32 Code_Converse (ongetekende char * CodeNPointer), waarvan die invoer 'n wyser is, wat dui op die Chinese karakter wat omgeskakel moet word. Die terugkeerwaarde is die liggingkode wat ooreenstem met die Chinese karakter. OSD-vertoning word gerealiseer deur die funksie OSDHZ? Isplay:
nietig OSDHZ_ Vertoon {
Uint8 * pFrame
Uint32 toonhoogte
OSDUTIL_Point * lok
Uint32-kode V
OSDHZ? Ont * font
Uint8 fgKleur
Uint8 bgKleur
}
Onder hulle is Uint8 * pFrame die bufferbuffer vir OSD-uitvoer; Uint32-toonhoogte is die pixelwaarde wat in elke reël vertoon word; OSDUTIL_Point * loc is die vertoonposisie van die eerste karakter; Uint32 CodeQ is die areakode om Chinese karakters te vertoon; OSDHZ? Ont * font is die lettertipe wat gebruik word om Chinese karakters te vertoon; Uint8 fgColor vertoon die voorgrondkleur van Chinese karakters; Uint8 bgColor vertoon die agtergrondkleur van Chinese karakters.
Daarom, as u Chinese karakters moet vertoon, hoef u slegs die Chinese karakters na die nodige kodestelsel om te skakel en dan die omskakelde areakode na die OSD FPGA uit te voer. Om Chinese karakters te vertoon, is die Chinese karakterbiblioteek natuurlik onontbeerlik.
Ons ander produk:
