專利名稱：基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，基于專用的視音頻嵌入式開發(fā)平臺，實現(xiàn)針對視頻、圖像信號的實時分析和處理。
背景技術(shù)：
數(shù)字視音頻產(chǎn)業(yè)作為電子信息產(chǎn)業(yè)的重大組成部分之一，有數(shù)據(jù)預測，到2008年，中國數(shù)字視音頻產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值將達到9000億元，超過通信產(chǎn)業(yè)躍居信息業(yè)首位；而到2010年，視音頻產(chǎn)業(yè)將達1.5萬億元，成為國民經(jīng)濟的第一大支柱；同時，傳統(tǒng)的微處理單元(MCU)和標準數(shù)字邏輯電路(ASSP)供應(yīng)商市場份額逐年下降，現(xiàn)場可編程器件(FPGA)會更大規(guī)模的應(yīng)用。近幾年隨著可編程片上系統(tǒng)(SOPC)概念的提出，從軟件和硬件兩方面推動了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的方法和內(nèi)涵；而NiosII軟核的提出，滿足了嵌入式系統(tǒng)對軟硬核雙可編程的需求，因此嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也隨之進入了軟核(Soft Core)時代。
但是目前的各種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板，要么是基于比較低檔次處理器芯片的學習板，只能做一些簡單編程學習，無法進行視音頻開發(fā)，如果是基于比較高檔次處理器芯片的學習板，則接口都不夠豐富，特別是視頻、音頻接口尤其缺乏，用戶也只能進行相關(guān)軟件學習，硬件不支持用戶的二次開發(fā)，同時也不提供視頻顯示用的大尺寸液晶屏，這些缺陷使得這些開發(fā)板無法實現(xiàn)特定針對視音頻信號處理的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與學習。
據(jù)相關(guān)檢索調(diào)研，目前高校課程中，與現(xiàn)代視音頻技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容比較少，而相應(yīng)的實踐課程更加缺乏，另外，科技類公司在數(shù)字視頻音頻產(chǎn)品的研發(fā)過程中，硬件平臺的重用性很低，不利于產(chǎn)品成本控制以及產(chǎn)品的快速研發(fā)上市。相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，無論從高校學生的實踐和動手能力培養(yǎng)，還是科技公司里產(chǎn)品的不斷推陳出新等方面來講，都要求我們在數(shù)字視頻音頻系統(tǒng)設(shè)計方面的的設(shè)計方法和設(shè)計水平能夠隨著技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，并且能夠及時推出一個有效的數(shù)字視音頻技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)學習和設(shè)計的平臺，實現(xiàn)完整的視音頻數(shù)字信號處理過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，基于專用的視音頻嵌入式開發(fā)平臺，實現(xiàn)針對圖像、視頻信號的分析與處理功能。為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是利用視音頻嵌入式開發(fā)平臺的標準系統(tǒng)總線實現(xiàn)的二次開發(fā)板，這個系統(tǒng)實現(xiàn)了完整的圖像視頻信號參量的分析、改變和控制，是一個有效的數(shù)字視音頻技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)學習和設(shè)計的平臺；本發(fā)明中的視音頻嵌入式開發(fā)平臺具有完善的視頻、音頻以及各種數(shù)據(jù)通信接口，帶15寸液晶顯示屏，可以作為數(shù)字視頻音頻處理實驗平臺，完成多種視音頻實驗或者教學演示功能，其次可以利用對用戶開放的開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線和豐富的數(shù)據(jù)通信接口，進行數(shù)字視頻音頻嵌入式系統(tǒng)的二次開發(fā)，另外，還可以利用該平臺的可編程特性，在不改變硬件的基礎(chǔ)上，進行專用嵌入式軟件開發(fā)或者視音頻產(chǎn)品的樣機研制工作；本發(fā)明中的碼流生成與分析高速數(shù)字信號處理選件，是利用視音頻嵌入式開發(fā)平臺的標準系統(tǒng)總線實現(xiàn)的二次開發(fā)板，可以利用視音頻嵌入式開發(fā)平臺開放的視音頻信號源和顯示接口等特性，實現(xiàn)視頻音頻信號的編解碼、存儲和傳輸?shù)裙δ?。本發(fā)明中的視音頻嵌入式開發(fā)平臺采用大規(guī)?？删幊唐骷?FPGA)作為開發(fā)平臺主控核心，并且植入了NiosII軟核管理系統(tǒng)，其可編程性提高了系統(tǒng)的可剪裁性，降低了系統(tǒng)開發(fā)成本，平臺完善的視音頻接口為用戶二次開發(fā)提供信號源，15寸液晶顯示器能夠滿足高清晰度視頻顯示的要求，開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線接口支持用戶基于該平臺的嵌入式系統(tǒng)二次開發(fā)，使該平臺具有極大的適應(yīng)性和極高的性價比；本發(fā)明中的碼流生成與分析高速數(shù)字信號處理選件，采用大規(guī)?？删幊唐骷?FPGA)作為主控核心，并且植入了NiosII軟核管理系統(tǒng)，在一片主控FPGA芯片上完成了所有算法運行以及系統(tǒng)控制，采用選件標準系統(tǒng)總線與專用視音頻嵌入式開發(fā)平臺進行配套，極高了系統(tǒng)集成度和可靠性，CF卡、硬盤和通用數(shù)據(jù)存儲單元等外設(shè)實現(xiàn)系統(tǒng)處理過程中的大量數(shù)據(jù)存儲，并利用以太網(wǎng)、USB以及串口等通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸和系統(tǒng)管理，該選件的標準系統(tǒng)總線通過與視音頻嵌入式開發(fā)平臺相連接，解決該選件編碼的信號源和解碼后視頻、音頻信號播放等問題。對外的以太網(wǎng)接口模塊和USB接口模塊提供了信息傳輸?shù)臉藴释ǖ?，也提供了系統(tǒng)遠程控制通道，提高了系統(tǒng)的可擴展性與普遍適應(yīng)性。
根據(jù)上述的發(fā)明構(gòu)想，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，包括一個視音頻嵌入式開發(fā)平臺，其特征在于所述的視音頻嵌入式開發(fā)平臺的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊通過SRDU接口連接一個圖像數(shù)字信號參量控制選件二次開發(fā)板。根據(jù)權(quán)力要求1所述基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板由選件系統(tǒng)控制模塊、選件圖像視頻信號處理模塊、LED指示模塊、部分顯示模塊和選件標準系統(tǒng)總線模塊組成；圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板處理的多種視頻、控制以及其他數(shù)據(jù)信息都通過選件標準系統(tǒng)總線模塊與配套的視音頻嵌入式開發(fā)平臺連接，采用高速MAX3000A CPLD系列芯片作為圖像參數(shù)處理模塊；選件系統(tǒng)控制模塊分別與選件標準系統(tǒng)總線模塊、選件圖像視頻信號參數(shù)處理模塊、LED指示模塊相連，選件標準系統(tǒng)總線模塊與視音頻嵌入式開發(fā)平臺的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊，選件圖像視頻信號參數(shù)處理模塊與部分顯示模塊和選件標準系統(tǒng)總線模塊相連；采用選件圖像視頻信號處理模塊作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的核心部件，其中的大規(guī)模CPLD芯片EPM3256-144是基于MAX結(jié)構(gòu)的功耗低，高性能可編程邏輯器件；在圖像參數(shù)變換過程中，根據(jù)用戶的對參數(shù)的要求，利用CPLD芯片內(nèi)部的大量高速硬件乘法器，在選件系統(tǒng)控制模塊控制下，針對從144個引腳的選件標準系統(tǒng)總線上獲取的圖像數(shù)據(jù)，進行變換處理，并將生成的經(jīng)參數(shù)變幻后的圖像信號輸出給選件標準系統(tǒng)總線模塊。
上述選件系統(tǒng)控制模塊通過KEY、RS232、I2C與選件標準系統(tǒng)總線模塊相連，通過CB與選件圖像視頻信號處理模塊相連，通過led接口與LED指示模塊)相連。
上述選件標準系統(tǒng)總線模塊通過KEY、RS232、I2C與選件系統(tǒng)控制模塊相連，通過GPIO，INPUT/OUTPUT DV，IN/OUT SYNC，KEY與選件圖像視頻信號處理模塊相連，組成該系統(tǒng)的信號輸入、輸出通道，以及數(shù)據(jù)遠程傳輸與管理通道，選件標準總線通過SRDU接口從開發(fā)平臺標準總線上獲取視頻、音頻、控制、串口通信以及其他數(shù)據(jù)信息。
上述選件系統(tǒng)控制模塊采用MDT 2051A芯片作為系統(tǒng)主要控制芯片。
上述選件標準系統(tǒng)總線模塊采用雙排160個引腳的標準插針，通過SRDU接口與配套的視音頻嵌入視開發(fā)平臺的標準插座連接。
上述選件圖像視頻信號處理模塊)采用EPM3256-144CPLD芯片。
上述LED指示模塊采用SD3415封裝的發(fā)光二極管。
上述部分顯示模塊采用3位數(shù)碼顯示管C5633SR和緩沖芯片74LVC16245A。
上述的視音頻嵌入式開發(fā)平臺，由開發(fā)平臺主控模塊、差分視頻信號生成與切換模塊、開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊、通信模塊、顯示模塊、視頻輸入模塊和音頻輸入輸出模塊組成，系統(tǒng)集成了完善的視頻、音頻、顯示以及其他通信接口，開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線向用戶開放，支持二次開發(fā)；采用主控模塊和標準系統(tǒng)總線作為平臺的核心，開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊分別與開發(fā)平臺主控模塊、差分視頻信號生成與切換模塊、通信模塊、視頻輸入模塊、音頻輸入輸出模塊和選件標準系統(tǒng)總線模塊相連，差分視頻信號生成與切換模塊分別與開發(fā)平臺主控模塊、開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊和顯示模塊相連；采用大規(guī)?？删幊唐骷?FPGA)芯片作為開發(fā)平臺主控模塊的核心，支持NiosII軟核植入，同時外接多種存儲器芯片，支持程序存儲、數(shù)據(jù)存儲和緩沖；采用160個引腳的開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線，對用戶開放，支持基于該平臺的數(shù)字視頻音頻電路嵌入式系統(tǒng)二次開發(fā)，平臺支持多種視頻音頻接口以及對外通信接口；采用低電壓高速差分(LVDS)視頻信號傳輸方式，減少了視頻干擾，支持在顯示模塊中的15寸液晶顯示器上實時顯示視頻圖像。
上述開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊通過DAV接口與開發(fā)平臺主控模塊相連，通過LVDS接口與差分視頻信號生成與切換模塊相連，通過CMB接口與通信模塊相連，通過DV接口與視頻輸入模塊相連，通過DAB接口與音頻輸入輸出模塊相連，通過SRDU接口與選件標準系統(tǒng)總線模塊相連，組成了該平臺完整的視頻、音頻以及各種對外數(shù)據(jù)通信接口，開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線對用戶完全開放，支持用戶通過SRDU接口進行基于該平臺的二次嵌入式系統(tǒng)選件開發(fā)。
上述差分視頻信號生成與切換模塊通過VoC接口與開發(fā)平臺主控模塊相連，通過LVDS接口與開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊相連，通過LVDS接口與顯示模塊相連，組成了該平臺的信號處理、存儲及顯示通道。
上述開發(fā)平臺主控模塊采用大規(guī)模FPGA芯片EP1C6Q240C8為主控芯片；所述的差分視頻信號生成與切換模塊采用DS90C385差分視頻生成芯片，采用DS90CP22差分視頻切換芯片；所述的開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊采用雙排160個引腳的標準插座；所述的視頻輸入模塊采用SAA7111視頻解碼芯片，支持兩路模擬視頻信號輸入，一路S端子分量視頻信號輸入；所述的音頻輸入輸出模塊采用符合AC’97音頻標準的CS4297音頻編解碼芯片，支持一路麥克風輸入，一路線性輸入，一路線性輸出，一路S/PDIF標準音頻輸出；所述的顯示模塊采用15寸液晶顯示器；所述的通信模塊包含串口接口、USB接口、以太網(wǎng)接口和鍵盤接口。
本發(fā)明與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點視音頻嵌入式開發(fā)平臺的特點和優(yōu)點1、支持用戶可控的多種格式視頻信號輸入、輸出并顯示，為系統(tǒng)以及用戶的二次開發(fā)提供完善的視頻信號源。
2、支持AC’97音頻標準信號的音頻信號輸入與輸出，為系統(tǒng)以及用戶的二次開發(fā)提供完善的音頻信號源。
3、支持CF卡等多種存儲器，存儲容量大，可插拔，與個人電腦接口兼容。
4、開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線完全對用戶開放，提供了視頻、音頻以及其他數(shù)據(jù)通信接口，為用戶二次開發(fā)提供了統(tǒng)一的接口標準，配置簡便。
5、15寸高清晰度液晶顯示，為系統(tǒng)以及用戶的二次視頻開發(fā)提供了完善的顯示通道。
6、支持多路差分(LVDS)視頻信號生成、傳輸、切換與顯示，保證了視頻信號的清晰度。
數(shù)字圖像信息參量控制選件的特點和優(yōu)點1、該選件通過專用視音頻嵌入式開發(fā)平臺的標準系統(tǒng)總線獲取視音頻信號源，硬件電路的設(shè)計符合專用視音頻嵌入式開發(fā)平臺用戶二次開發(fā)標準，同時選件的信號輸出也通過專用視音頻嵌入式開發(fā)平臺的標準系統(tǒng)總線實現(xiàn)。
2、主處理芯片采用ALTERA公司的MAX3000A系列的EPM3256-144CPLD芯片，內(nèi)部具有大規(guī)模可編程邏輯單元，可根據(jù)指令對信號進行實時高效處理。
3、采用單片機MDT 2051A芯片進行系統(tǒng)控制，實現(xiàn)平臺對開發(fā)板的控制。
4、對圖像信號處理的不同實時狀態(tài)可以根據(jù)要求顯示。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)總體框圖。
圖2是視音頻嵌入式開發(fā)平臺主控模塊。
圖3是視音頻嵌入式開發(fā)平臺差分視頻信號生成與切換模塊。
圖4是碼流生成與分析高速數(shù)字信號選件二次開發(fā)板的系統(tǒng)控制模塊。
具體實施例方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例結(jié)合附圖詳述如下本基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板的系統(tǒng)總體框圖如圖1所式。
該系統(tǒng)由開發(fā)平臺主控模塊(11)、差分視頻信號生成與切換模塊(12)、平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)、通信模塊(13)、顯示模塊(14)、視頻輸入模塊(9)、音頻輸入輸出模塊(10)、選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)、選件圖像視頻信號處理模塊(4)、選件系統(tǒng)控制模塊(5)、LED指示模塊(6)和部分顯示模塊(3)組成。根據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)功能不同，可以將其分為兩種過程，一種為信號直通過程，第二種為數(shù)字圖像信息參量控制過程。
信號直通過程，以平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)和選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)為核心，平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)通過DAV接口與開發(fā)平臺主控模塊(11)相連；開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊(8)通過LVDS接口與差分視頻信號生成與切換模塊(12)相連；平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)通過CMB接口與通信模塊(13)相連；開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線模塊(3)通過DV接口與視頻輸入模塊(6)相連；平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)通過DAB接口與音頻輸入輸出模塊(10)相連；平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)通過SRDU接口與二次開發(fā)板的選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)相連；組成了該平臺完整的視頻、音頻以及各種對外數(shù)據(jù)通信接口，平臺開發(fā)系統(tǒng)總線對用戶完全開放，支持用戶通過SRDU接口進行基于該平臺的二次嵌入式系統(tǒng)選件開發(fā)；選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)通過KEY、RS232以及I2C接口與選件系統(tǒng)控制模塊(5)相連；選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)通過GPIO、INPUT/OUTPUT DV、IN/OUT SYNC和KEY接口與以選件圖像視頻信號處理模塊(4)相連；選件標準系統(tǒng)總線模塊(9)通過UIBP接口與USB接口模塊(14)相連；選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)通過SRDU接口與平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)相連；組成該選件系統(tǒng)的信號輸入、輸出通道，以及數(shù)據(jù)遠程傳輸與管理通道，選件標準總線通過SRDU接口從開發(fā)平臺標準總線上獲取視頻、控制、串口通信以及其他數(shù)據(jù)信息。視音頻嵌入式開發(fā)平臺上的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)在開發(fā)平臺主控模塊(11)的控制之下向圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板的選件圖像視頻信號處理模塊(7)和選件系統(tǒng)控制模塊(5)提供實時的數(shù)字視頻以及其它數(shù)據(jù)信息，這些信息經(jīng)過選件圖像視頻信號處理模塊(4)中高速CPLD的實時處理，處理的內(nèi)容可以根據(jù)用戶在程序中自定義，經(jīng)過處理后的數(shù)字視頻和其它數(shù)據(jù)信息通過圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板的選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)向視音頻嵌入式開發(fā)平臺輸出，然后利用視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)上的顯示模塊(5)和音頻輸入輸出模塊(10)進行視頻信號的實時播放，實現(xiàn)實時媒體播放器的功能。
圖像數(shù)字信息參量控制過程，以選件圖像視頻信號處理模塊(4)為中心，選件圖像視頻信號處理模塊(4)通過GPIO、INPUT/OUTPUT DV、IN/OUT SYNC和KEY接口與選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)相連；選件圖像視頻信號處理模塊(4)通過CB與選件系統(tǒng)控制模塊(5)相連；選件圖像視頻信號處理模塊(4)通過SEG與部分顯示模塊(3)相連；構(gòu)成了該圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板(1)的核心功能組件。組成了完整的圖像數(shù)字參量控制功能。系統(tǒng)控制模塊(5)向選件圖像視頻信號處理模塊(4)發(fā)出初始化控制和系統(tǒng)工作狀態(tài)信息，然后視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)上的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)在開發(fā)平臺主控模塊(11)的控制之下向圖像數(shù)字信息參量控制選件二次選件的選件圖像視頻信號處理模塊(4)，用戶對于不同的圖像參數(shù)處理要求可以向選件圖像視頻信號處理模塊(4)寫入不同程序，選件圖像視頻信號處理模塊(4)就對與來自視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)上的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)的圖像數(shù)字視頻信息進行相應(yīng)處理，再將處理后的數(shù)字圖像通過選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)輸出給視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)，利用專用的視音頻嵌入式開發(fā)平臺上的15寸液晶顯示器進行視頻播放，同時選件圖像視頻信號處理模塊(4)將圖像處理的參數(shù)結(jié)果輸出給部分顯示模塊(3)模塊顯示。圖像數(shù)字的處理主要由高速的CPLD完成，處理后信號的播放利用與之配套的視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)實現(xiàn)，這樣處理，提高了系統(tǒng)集成度和可靠性。
開發(fā)平臺主控模塊(11)如圖2所示，主控FPGA芯片15采用EP1C6Q240C8芯片，內(nèi)部包含5980個邏輯單元，支持NiosII軟核植入。EP1C6Q240C8通過DAV接口與平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)相連，接收來自標準系統(tǒng)總線上的數(shù)字視頻、音頻以及其它數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)用戶的程序定義進行相關(guān)數(shù)據(jù)處理，然后通過VoC接口輸出處理后的視頻數(shù)據(jù)到差分視頻信號生成與切換模塊12，進行差分視頻信號的生成；EP1C6Q240C8外部配置了FLASH存儲器A 16，既可以存儲系統(tǒng)的硬件配置程序也可以存儲NiosII軟核中的可執(zhí)行文件，同時還可以存儲其他的用戶數(shù)據(jù)；SRAM存儲器A17作為NiosII軟核中可執(zhí)行文件的運行環(huán)境；SDRAM存儲器18作為視頻、音頻以及其它數(shù)據(jù)信息的緩存；CF卡存儲器19可以存儲實時視頻、音頻或者其他數(shù)據(jù)信息，方便插拔，并且可以直接在個人電腦上瀏覽內(nèi)容。這樣設(shè)計，既解決了系統(tǒng)中大量實時視頻音頻數(shù)據(jù)的高速處理問題，也可以利用豐富的外設(shè)存儲器，對實時數(shù)據(jù)進行存儲和緩沖，而且可以通過差分視頻信號生成與切換模塊12實時顯示播放，完成了視音頻信號的輸入、處理、存儲以及顯示功能。
差分視頻信號生成與切換模塊12如圖3所示，采用了DS90C385芯片20作為差分視頻信號的產(chǎn)生模塊，DS90C385允許將24位RGB視頻信號轉(zhuǎn)換成LVDS差分信號，輸出為五通道的LVDS信號，芯片支持85MHz的視頻RGB信號，每7位信號生成一路LVDS信號，因此每一通道速率為595Mbps，總的數(shù)據(jù)吞吐量為297.5Mbytes/秒，本系統(tǒng)中采用的視頻信號格式為RGB565，數(shù)據(jù)速率只有13.5MHz，因此每一LVDS差分信號通道為94.5Mbps，共四個LVDS信號輸出通道，總的數(shù)據(jù)吞吐量為47.25Mbytes/秒；采用專用的VGA轉(zhuǎn)換LVDS差分視頻信號板22，將外部直接輸入的VGA信號轉(zhuǎn)換成LVDS差分視頻信號；采用DS90CP22芯片21作為差分視頻信號的切換模塊，DS90CP22是雙路LVDS差分信號切換芯片，在系統(tǒng)中共用了四片DS90CP22芯片，用來切換分別來自差分視頻信號生成芯片DS90C385 20和專用VGA轉(zhuǎn)LVDS信號板22的兩路LVDS差分視頻信號，切換輸出的差分視頻信號可以回到平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)，也可以輸出到顯示模塊(14)直接顯示。
選件圖像視頻信號處理模塊(4)如圖4所示，主處理CPLD芯片采用EPM3256芯片，內(nèi)部包含近10000個邏輯門電路，引腳延遲僅有4.5ns，計數(shù)速度達到227.3M，是一種低成本高性能的基于ALTERA MAX架構(gòu)的可編程器件。EPM3256通過GPIO、INPUT/OUTPUT DV、IN/OUT SYNC和KEY接口與選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)相連，接受來自標準系統(tǒng)總線的視頻數(shù)據(jù)，并對接收的圖像數(shù)據(jù)進行處理以達到改變及控制圖像參數(shù)的目的，然后再將處理后的信號通過標準系統(tǒng)總線送回視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)并播放；EPM3256又通過CB與控制芯片MDT 2051A相連，接收控制信號從而調(diào)整工作狀態(tài)；同時，EPM3256會將用戶自定義的信息通過部分顯示模塊的數(shù)碼管顯示。
本實施例的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，基于專用的視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)，實現(xiàn)針對實時數(shù)字圖像視頻信號參數(shù)控制和分析功能，在圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板上的一片主控CPLD芯片內(nèi)完成所有算法的運行以及單片機MDT 2051A完成系統(tǒng)控制的功能，利用與之配套的視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)提供信號源以及視頻顯示接口，極高了系統(tǒng)集成度和可靠性。
這里通過參考具體的實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，但這只是應(yīng)用舉例，應(yīng)該清楚本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)的情況下可以做出各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，包括一個視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)，其特征在于所述的視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(3)通過SRDU接口連接一個圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板(1)由選件系統(tǒng)控制模塊(5)、選件圖像視頻信號處理模塊(4)、LED指示模塊(6)、部分顯示模塊(3)和選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)組成；圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板(1)處理的多種視頻、控制以及其他數(shù)據(jù)信息都通過選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)與配套的視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)連接，采用高速MAX3000A CPLD系列芯片作為圖像參數(shù)處理模塊；選件系統(tǒng)控制模塊(5)分別與選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)、選件圖像視頻信號參數(shù)處理模塊(4)、LED指示模塊(6)相連，選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)與視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)，選件圖像視頻信號參數(shù)處理模塊(4)與部分顯示模塊(3)和選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)相連；采用選件圖像視頻信號處理模塊(4)作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的核心部件，其中的大規(guī)模CPLD芯片EPM3256-144是基于MAX結(jié)構(gòu)的功耗低，高性能可編程邏輯器件；在圖像參數(shù)變換過程中，根據(jù)用戶的對參數(shù)的要求，利用CPLD芯片內(nèi)部的大量高速硬件乘法器，在選件系統(tǒng)控制模塊(5)控制下，針對從144個引腳的選件標準系統(tǒng)總線上獲取的圖像數(shù)據(jù)，進行變換處理，并將生成的經(jīng)參數(shù)變幻后的圖像信號輸出給選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的選件系統(tǒng)控制模塊(5)通過CB與選件圖像視頻信號處理模塊(4)相連，通過led接口與LED指示模塊(6)相連，通過KEY，RS232，I2C與選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的碼流生成與數(shù)字圖像信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的選件圖像視頻信號處理模塊(4)，通過seg與部分顯示模塊(3)相連，通過GPIO，INPUT/OUTPUT DV，IN/OUT SYNC，KEY與選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的選件系統(tǒng)控制模塊(5)采用MDT2051A芯片作為系統(tǒng)主要控制芯片；所述的選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)采用雙排160個引腳的標準插針，通過SRDU接口與配套的視音頻嵌入式開發(fā)平臺(2)的標準插座連接；所述的選件圖像視頻信號處理模塊(4)采用CPLD芯片EPM3256-144；所述的部分顯示模塊(3)由數(shù)碼顯示管通過和74LVC16245A芯片組成，并通過后者與選件圖像視頻信號處理模塊(4)連接；LED指示模塊(6)由發(fā)光二極管購成，通過led與選件系統(tǒng)控制模塊(5)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的視音頻嵌入式開發(fā)平臺由開發(fā)平臺主控模塊(11)、差分視頻信號生成與切換模塊(12)、平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)、通信模塊(13)、顯示模塊(14)、視頻輸入模塊(9)和音頻輸入輸出模塊(10)組成；系統(tǒng)集成了完善的視頻、音頻、顯示以及其他通信接口，開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線向用戶開放，支持二次開發(fā)板；采用主控模塊和標準系統(tǒng)總線作為平臺的核心；開發(fā)平臺系統(tǒng)總線模塊(8)分別與開發(fā)平臺主控模塊(11)、差分視頻信號生成與切換模塊(12)、通信模塊(13)、視頻輸入模塊(9)和音頻輸入輸出模塊(10)相連，差分視頻信號生成與切換模塊(12)與顯示模塊(14)相連；采用大規(guī)?？删幊唐骷﨔PGA芯片作為開發(fā)平臺主控模塊(11)的核心，支持NiosII軟核植入，同時外接多種存儲器芯片，支持程序存儲、數(shù)據(jù)存儲和緩沖；采用160個引腳的開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線，對用戶開放，支持基于該平臺的數(shù)字視頻音頻電路嵌入式系統(tǒng)二次開發(fā)，平臺支持多種視頻音頻接口以及對外通信接口；采用低電壓高速差分LVDS視頻信號傳輸方式，減少了視頻干擾，支持在顯示模塊(14)中的15寸液晶顯示器上實時顯示視頻圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊(8)通過DAV接口與開發(fā)平臺主控模塊(11)相連，通過LVDS接口與差分視頻信號生成與切換模塊(12)相連，通過CMB接口與通信模塊(13)相連，通過DV接口與視頻輸入模塊(9)相連，通過DAB接口與音頻輸入輸出模塊(10)相連，通過SRDU接口與選件標準系統(tǒng)總線模塊(7)相連，組成了該平臺完整的視頻、音頻以及各種對外數(shù)據(jù)通信接口，開發(fā)平臺標準系統(tǒng)總線對用戶完全開放，支持用戶通過SRDU接口進行基于該平臺的二次嵌入式系統(tǒng)選件開發(fā)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的差分視頻信號生成與切換模塊(12)通過VoC接口與開發(fā)平臺主控模塊(11)相連，通過LVDS接口與顯示模塊(14)相連，組成了該平臺的信號處理、存儲及顯示通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板，其特征在于所述的開發(fā)平臺主控模塊(11)采用大規(guī)模FPGA芯片EP1C6Q240C8為主控芯片；所述的差分視頻信號生成與切換模塊(12)采用DS90C385差分視頻生成芯片，采用DS90CP22差分視頻切換芯片；所述的開發(fā)平臺系統(tǒng)總線模塊(8)采用雙排160個引腳的標準插座；所述的視頻輸入模塊(9)采用SAA7111視頻解碼芯片，支持兩路模擬視頻信號輸入，一路S端子分量視頻信號輸入；所述的音頻輸入輸出模塊(10)采用符合AC’97音頻標準的CS4297音頻編解碼芯片，支持一路麥克風輸入，一路線性輸入，一路線性輸出，一路S/PDIF標準音頻輸出；所述的顯示模塊(14)采用15寸液晶顯示器；所述的通信模塊(13)包含串口接口、USB接口、以太網(wǎng)接口和鍵盤接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于視音頻嵌入式開發(fā)平臺的圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板。它包括一個視音頻嵌入式開發(fā)平臺，所述的視音頻嵌入式開發(fā)平臺的平臺開發(fā)系統(tǒng)總線模塊通過SRDU接口連接一個圖像數(shù)字信息參量控制選件二次開發(fā)板。實現(xiàn)針對圖像及視頻信號分析、處理操作。
文檔編號G06F3/147GK101038578SQ20071003876
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者陸亨立, 吳頤玲, 范天翔, 陸小鋒, 張博 申請人:上海大學, 上海磐宏電子科技有限公司