視頻解碼器SAA7111在圖像采集中的應用

　　0 引言

　　SAA7111是philips公司生產(chǎn)的可編程視頻處理器。該芯片集A／D與解碼功能于一身，片內(nèi)附有鎖相、自動鉗位、自動增益控制、時鐘產(chǎn)生、多制式解碼等電路，另外，SAA7111還可對亮度、對比度和飽和度進行控制。它既能支持PAL電視制式，又可支持NTSC電視制式。SAA7111A內(nèi)部含有I2C接口，故可通過I2C總線對SAA7111A的工作方式進行設定。SAA7111A的場同步信號VREF、行同步信號HREF、奇偶場信號RESO、象素時鐘信號LLC2都可由引腳直接引出，從而可省去時鐘同步電路，且其可靠性和方便性也有了很大的提高，故可廣泛地應用于放映機、數(shù)字電視、DVD錄像機和游戲機等許多系統(tǒng)中。

　　1 SAA7111的結(jié)構功能

　　SAA7111的內(nèi)部功能方框圖如圖1所示。圖中，從SAA7111的四個模擬輸入端AI11、AI12、AI21、AI22的某一引腳輸入的視頻圖像信號經(jīng)模擬處理后，一路可通過緩沖器輸出到AOUT端用于監(jiān)視，另一路經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器后則產(chǎn)生數(shù)字色度信號和亮度信號。在分別進行亮度信號處理和色度信號處理后，其亮度信號處理結(jié)果的一路將送到色度信號處理器進行綜合處理，產(chǎn)生的Y和UV信號經(jīng)格式化后從VPO(16位)輸出；另一路則進入同步分離器，并經(jīng)數(shù)字PLL產(chǎn)生相應的行和場同步信號HS和VS，同時，PLL將驅(qū)動時鐘發(fā)生器，以產(chǎn)生HS鎖定的時鐘信號LLC和LLC2。SAA7111的所有功能均是在I2C總線控制下完成的，其中SCL為串行時鐘，SDA為串行數(shù)據(jù)信號。

　　2 SAA7111在圖像采集中的應用

　　圖2所示是一種基于無線數(shù)字家庭安防的圖像采集與控制系統(tǒng)的硬件原理圖。本系統(tǒng)可配備4路普通攝像頭，當某一路接通時，視頻信號將進入視頻解碼器SAA7111進行A／D轉(zhuǎn)換，以將模擬信息變成標準的YUV4：2：2數(shù)字圖像信息，供系統(tǒng)進行進一步的處理。SAA7111的哪一路被選通以及芯片的初始化均可由本系統(tǒng)的核心控制器AT91RM9200控制。

　　AT91RM9200通過I2C總線對芯片進行初始化。SAA7111有32個內(nèi)部寄存器(Sub-address00H-1FH)，初始化就是對這些寄存器進行配置。在這些寄存器中，00H是芯片版本信息寄存器；02H-05H是前端配置狀態(tài)寄存器，用于根據(jù)輸人模擬視頻信號的類型和格式來設置芯片前端模擬通道的工作狀態(tài)：06H-0DH、10H-12H是解碼工作方式配置寄存器，用于進行同步信號控制和輸出數(shù)據(jù)控制；1AH-1CH是只讀測試信息寄存器；1FH是只讀解碼狀態(tài)寄存器，可用于報告解碼過程中的各種信號狀態(tài)。其余寄存器可保留備用。

　　亮度、色度、飽和度的控制以及噪聲、信號增益的處理，都可選用系統(tǒng)默認值，也可在測試時通過比較得到最優(yōu)的配置。本系統(tǒng)選用系統(tǒng)默認值。對SAA7111的初始化主要對模擬輸入控制與輸出控制進行配置。通過設置可使SAA7111工作于某一路模擬PAL制式的全電視信號輸入，輸出為16bit的YUV4：2：2數(shù)字視頻信號，同時輸出HS、HREF、VREF、VS信號。本設計對SAA7111的內(nèi)部寄存器的具體設置如下：

　　(1)模擬輸入控制1(02H)、2(03H)、3(04H)、4(05H)

　　寄存器02H的低三位用于設置SAA7111的模擬信號輸入方式，共8種輸入方式可供選擇。這八種輸入方式分為兩大類：第一類是輸入一路視頻信號，該信號經(jīng)A／D采樣后得到的數(shù)據(jù)同時再送入色度和亮度信號處理電路；第二類是輸入兩路視頻信號，一路經(jīng)A／D采樣后的數(shù)據(jù)送入色度信號處理電路，另一路A／D采樣后的數(shù)據(jù)送入亮度信號處理電路。寄存器02H的剩余位與03H、04H、05H一起可用于控制輸入信號的增益、振幅和噪聲(也可選用系統(tǒng)默認值)。模擬輸入控制寄存器1的位格式如表1所列。其中MODE2、MODE1、MODE0是輸人格式設置位，可控制八種輸入模式。這8種模式的具體功能如表2所列。

　　本系統(tǒng)中的輸入信號格式為CVBS，輸入通道是AI11，因此，可選擇MODE0，圖3所示是MODE0的輸入通道示意圖。