軟硬件接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及其在視頻系統(tǒng)中應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有著廣泛的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求。硬件可以實(shí)現(xiàn)精確時(shí)序控制，或是針對(duì)已有算法通過(guò)硬件化算法實(shí)現(xiàn)算法的加速。在實(shí)現(xiàn)了硬件模塊的設(shè)計(jì)后，面臨的問(wèn)題就是如何快速高效地實(shí)現(xiàn)軟硬件接口，以實(shí)現(xiàn)軟硬件間數(shù)據(jù)及控制信號(hào)的交互。
　　本文設(shè)計(jì)了一種含有多幀環(huán)形緩存結(jié)構(gòu)，DMA控制器，異步FIFO及從控制接口的軟硬件接口結(jié)構(gòu)框架。套用該框架可以完成大多數(shù)硬件模塊與軟件代碼之間的交互設(shè)計(jì)。該結(jié)構(gòu)中異步FIFO實(shí)現(xiàn)了軟硬件接口對(duì)不同的接

2、口形式，不同吞吐能力，不同實(shí)時(shí)性要求的串行接口適配。提出的軟硬件接口結(jié)構(gòu)中大部分組件接口簡(jiǎn)單，應(yīng)對(duì)不同的系統(tǒng)需求時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置參數(shù)，或改變配套模塊的方式實(shí)現(xiàn)新的需求，針對(duì)類似需求的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，絕大多數(shù)組件可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用。DMA控制器為采用多個(gè)簡(jiǎn)單內(nèi)部組件構(gòu)成，修改組件參數(shù)，替換等價(jià)輸出的不同組件，可以靈活改變DMA的功能。改變幀結(jié)束控制組件可以將模塊應(yīng)用于不同長(zhǎng)度的固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)幀傳輸，或不定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀傳輸。多幀環(huán)形緩存作為兩個(gè)硬件算法模

3、塊間數(shù)據(jù)交換的暫存區(qū)時(shí)，通過(guò)一組寫(xiě)/讀環(huán)形緩存控制器的當(dāng)前讀寫(xiě)計(jì)數(shù)器，緩存有效狀態(tài)，讀端有效位清除信號(hào)實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)模塊間的自動(dòng)配合工作。采用設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)接口結(jié)構(gòu)，本文完成了一種基于Avalon-MM總線協(xié)議的總線組件的具體實(shí)現(xiàn)。通過(guò)該實(shí)現(xiàn)，完成了本文中軟硬件系統(tǒng)接口結(jié)構(gòu)中功能部件的具體細(xì)分，并對(duì)每種組件提供了至少一種實(shí)現(xiàn)方式。基于提出的具體組件實(shí)現(xiàn)方案，完成了一個(gè)有多個(gè)硬件接口特點(diǎn)要求的子系統(tǒng)的視頻處理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了從原始同步視頻信號(hào)輸入