基于改進(jìn)型二步索引算法OSD電路的FPGA實(shí)現(xiàn)

0 引 言

OSD(on screen display)，即在屏顯示系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面交互的基礎(chǔ)，在視頻處理SOC中作為重要功能模塊有著廣泛的應(yīng)用。

基于SOC技術(shù)的模塊化設(shè)計(jì)要求各功能模塊盡可能小地占用電路資源，以滿足芯片系統(tǒng)對(duì)資源使用和面積的控制。對(duì)于OSD功能模塊而言，存儲(chǔ)器資源為主要開銷。因此，減少存儲(chǔ)器資源的使用對(duì)降低OSD模塊電路資源需求有著重要的意義。

OSD電路中，字符索引算法的選取直接決定了存儲(chǔ)器資源的使用情況，因此采用更優(yōu)化的字符索引算法可以達(dá)到降低存儲(chǔ)器資源需求量的目的。作者在逐字符索引法的基礎(chǔ)上，針對(duì)該算法的缺點(diǎn)，提出了二步索引法。在保證OSD功能完整的同時(shí)，大大地降低了系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)器資源的需求。

1 二步索引算法的原理及特點(diǎn)

1.1 字符索引算法原理

字符索引算法是將OSD菜單中所顯示的字符按菜單顯示順序進(jìn)行編碼，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，在讀取字符點(diǎn)陣信息以顯示菜單時(shí)通過(guò)讀取編碼信息來(lái)索引所需字符信息。設(shè)菜單中字符尺寸為C1×Ch(bit)，菜單共顯示m行字符，每行顯示n個(gè)字符，字符編碼Ni×j，并且存儲(chǔ)器中一個(gè)地址所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)(bit)大于C1。則讀取菜單中第i行第j個(gè)字符時(shí)，首先通過(guò)索引得到存儲(chǔ)器中相應(yīng)字符的字符編碼Ni×j，索引地址可通過(guò)公式(1)得出：

add_mi×j=addr_n0×0+(i-1)n+n-1 (1)

將讀取出的字符編碼Ni×j轉(zhuǎn)換成相應(yīng)字符點(diǎn)陣信息在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)空間的首地址。地址的轉(zhuǎn)換可通過(guò)公式(2)計(jì)算得到：

addr_di×j=addr_d0×0+Ch×(Ni×j-1) (2)

式中：addr_u0×0和addr_d0×0分別是字符編碼存儲(chǔ)器和字符點(diǎn)陣信息存儲(chǔ)器中首地址指針。根據(jù)Ch控制從字符點(diǎn)陣信息存儲(chǔ)器中讀出地址范圍為addr_di×j到addr_di×j+Ch的數(shù)據(jù)即完成了對(duì)菜單中第i行第j個(gè)字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)信息的讀取。

逐字符索引算法下，將空格按字符看待并進(jìn)行編碼，菜單每行固定顯示n個(gè)字符，字符長(zhǎng)度小于n的菜單行由空格來(lái)補(bǔ)齊。由于采用定長(zhǎng)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所以字符索引電路原理簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，只需要根據(jù)菜單字行符長(zhǎng)數(shù)n就可以計(jì)算出相應(yīng)行字符的首地址指針。但這種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也很明顯，就是對(duì)存儲(chǔ)器的使用量較大。在該算法下，可以計(jì)算出在OSD所需要的使用的存儲(chǔ)器量為：m×n×Ch，如圖1(a)所示。存人其中的“空格”(圖中編碼為“28”)會(huì)占用相當(dāng)一部分的存儲(chǔ)器資源。在一些情況中，用于補(bǔ)充空缺而存儲(chǔ)的“空格”所占用的存儲(chǔ)空間甚至?xí)茸址c(diǎn)陣信息的存儲(chǔ)空間還要多，這是對(duì)存儲(chǔ)器資源極大的浪費(fèi)。