多視頻源顯示控制機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、多媒體技術(shù)中,數(shù)字視頻信息在信息表達(dá)中起著越來越重要的作用。由于單個(gè)視頻源(如攝像頭)往往只能獲得單一場(chǎng)景的視頻信息,很難滿足人們對(duì)多媒體信息的服務(wù)需求,多視頻源顯示技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。而單獨(dú)的多視頻源顯示專用圖像處理芯片由于高昂價(jià)格,制約了其廣泛應(yīng)用于普通消費(fèi)類產(chǎn)品。隨著多媒體SoC以其設(shè)計(jì)靈活、可裁剪、可擴(kuò)展、軟件協(xié)調(diào)等優(yōu)點(diǎn)被業(yè)界認(rèn)可,基于多視頻源顯示控制IP核的多媒體SoC逐漸成為應(yīng)用主流。
　　本文采用Verilog HDL硬件

2、描述語言,進(jìn)行多視頻源控制器IP核的RTL設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)四路圖像的實(shí)時(shí)混合疊加顯示。設(shè)計(jì)采用業(yè)界流行的AMBA互聯(lián)方式,AHB標(biāo)準(zhǔn)總線接口使得更容易在不同芯片被集成,也便于重用基于該總線的測(cè)試環(huán)境和測(cè)試向量。
　　本文針對(duì)多層圖像疊加處理技術(shù)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了多視頻源控制器的低功耗自適應(yīng)流水線及其片上緩存架構(gòu),該架構(gòu)根據(jù)各層圖像格式,自適應(yīng)調(diào)整流水線及各級(jí)邏輯工作狀態(tài)以提高能效比。
　　本文設(shè)計(jì)了像素讀取模塊,實(shí)現(xiàn)了四個(gè)獨(dú)立通道(圖

3、層1通道;圖層2通道;圖標(biāo)層通道;背景通道)對(duì)于用戶配置的目標(biāo)地址的視頻數(shù)據(jù)讀取,并支持突發(fā)傳輸。本文設(shè)計(jì)了色度空間轉(zhuǎn)換模塊中,采用統(tǒng)一轉(zhuǎn)換公式,實(shí)現(xiàn)了支持ITU-R BT.601(標(biāo)清)和ITU-R BT.709(高清)標(biāo)準(zhǔn)下RGB和YCbCr格式的四種轉(zhuǎn)換,節(jié)約了硬件邏輯,并通過四級(jí)流水線提高了色度空間轉(zhuǎn)換的處理速率。在緩存策略上,本文設(shè)計(jì)了三級(jí)雙向可控緩存架構(gòu),通過多級(jí)緩存,雙向反饋實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的圖像的流暢播放。本文還設(shè)計(jì)了alp

4、ha-blending和色鍵模塊,實(shí)現(xiàn)了圖層的透明顯示和特定顏色的過濾功能,可滿足豐富多彩的視頻播放需求。
　　在低功耗設(shè)計(jì)方面,本文采用的雙向可控環(huán)形緩存,減少了由于緩存狀態(tài)導(dǎo)致的流水線停頓,保證流水線順暢工作。同時(shí),本文采用的像素選擇性讀取、色度空間轉(zhuǎn)換(CSC)自適應(yīng)等技術(shù)進(jìn)一步降低功耗。
　　本設(shè)計(jì)采用 Synopsys仿真工具VCS搭建測(cè)試平臺(tái)并對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行功能仿真,并在Vertex-5板上進(jìn)行了FPGA原型驗(yàn)證,