基于FPGA與SDRAM的數(shù)字電視信號(hào)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)

要FPGA與的數(shù)字信號(hào)采集系統(tǒng)。可以提供大容量的存儲(chǔ)空間。提供優(yōu)秀的系統(tǒng)適應(yīng)能力。該方案通過(guò)計(jì)算機(jī)并口實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信 ,但是高性能的邏輯分析儀價(jià)格昂貴,而且存取深度不足限制了對(duì)于海量數(shù)字電視信號(hào)的分析能力。盡管采用圖像采集卡也可以方便地采集到大量的模擬電視圖像,但是圖像采集卡通常只能保存有效圖像內(nèi)容,行場(chǎng)同步信號(hào)將被丟失。而且采集卡使用自身的對(duì)模擬電視信號(hào)進(jìn)行采集,其性能與數(shù)字電視系統(tǒng)的真實(shí)環(huán)境存在差異。本文采用作為外部存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的大容量數(shù)字信號(hào)采集系統(tǒng)采集到真實(shí)的數(shù)字電視信號(hào)。 1SDRAM接口狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

2 上電序列

FPGA與一塊外掛的比特構(gòu)成。設(shè)計(jì)靈活,修改方便?；诘脑O(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)修改可以移植到不同的工作環(huán)境。內(nèi)的采集系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)緩沖、接口和接口四大部分。數(shù)字化的電視信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊被采集到內(nèi),并進(jìn)行位寬調(diào)整等數(shù)據(jù)預(yù)處理,然后使用數(shù)據(jù)緩沖模塊匯集批量的數(shù)據(jù)后通過(guò)接口存入外掛的芯片,最后使用接口將數(shù)據(jù)讀入到計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行后處理。

ITU601標(biāo)準(zhǔn)量化的數(shù)字電視信號(hào)包含一組比特的亮度信號(hào),一組比特的色差信號(hào)和一組比特的同步信號(hào),還有一條時(shí)鐘信號(hào)。同步信號(hào)包含場(chǎng)同步與行同步,分別指示場(chǎng)消隱期和行消隱期。信號(hào)采用簡(jiǎn)單的線(xiàn)性編碼方式。亮度信號(hào)的取樣頻率定為。在：：格式中,每個(gè)色差信號(hào)取樣數(shù)為亮度信號(hào)的一半,取樣頻率定為。為了采集完整的電視信號(hào)需要每一個(gè)時(shí)鐘采集亮度、色差與同步共比特?cái)?shù)據(jù)。

SDRAM總線(xiàn)相同的比特?cái)?shù)據(jù)。如果的容量足夠大,系統(tǒng)可以只是簡(jiǎn)單地將每次比特?cái)?shù)據(jù)填充至比特以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。如果容量有限,可以將次采集的比特?cái)?shù)據(jù)調(diào)整成個(gè)比特的數(shù)據(jù)以充分利用存儲(chǔ)空間。還可以去除電視行場(chǎng)同步期間的無(wú)效數(shù)據(jù)以節(jié)省空間。采集模塊在開(kāi)始采集后等待一場(chǎng)電視信號(hào)開(kāi)始后才開(kāi)始采集,保證存入的數(shù)據(jù)可以構(gòu)成完整的電視圖像,有效地利用存儲(chǔ)空間。當(dāng)空間被數(shù)據(jù)填滿(mǎn)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)停止數(shù)據(jù)采集。這樣采集的數(shù)據(jù)量大小完全由可配置的容量大小決定。通過(guò)增加可以方便地?cái)U(kuò)充系統(tǒng)容量。

13.5 MHz或者的電視信號(hào)采樣頻率上,而接口模塊工作在高速時(shí)鐘上。為了避免跨越時(shí)鐘域可能導(dǎo)致的亞穩(wěn)態(tài)問(wèn)題,數(shù)據(jù)采集模塊與接口模塊必須使用進(jìn)行緩沖與數(shù)據(jù)傳遞。數(shù)據(jù)緩沖模塊采用一個(gè)個(gè)字,每個(gè)字長(zhǎng)比特的雙時(shí)鐘、雙端口的作為存儲(chǔ)單元。當(dāng)開(kāi)始采集數(shù)據(jù)時(shí)將復(fù)位,然后數(shù)據(jù)采集模塊每采集一個(gè)比特的數(shù)據(jù)就將其寫(xiě)入。當(dāng)內(nèi)的數(shù)據(jù)達(dá)到個(gè)后通知接口模塊進(jìn)行讀寫(xiě)。由于采用了進(jìn)行時(shí)鐘域間的數(shù)據(jù)傳遞,輸入模塊的時(shí)鐘與后端的工作時(shí)鐘沒(méi)有任何聯(lián)系,便于靈活地配置采樣時(shí)鐘。當(dāng)用于采集頻率更高,數(shù)據(jù)量更大的場(chǎng)合時(shí),應(yīng)適當(dāng)加大字深,以防溢出。