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

從輸出緩存中讀出的數(shù)據(jù)用于控制生成菜單字符層，在層選擇電路中與菜單背景層和屬性條層進(jìn)行疊加處理后輸出一幅完整的菜單。字符層、菜單背景層和屬性條層相互獨(dú)立，由層混合控制電路控制進(jìn)行混合疊加處理，再將菜單與屏幕背景層進(jìn)行疊加輸出混合視頻信號。層混合疊加電路的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

3 OSD電路的FPGA實(shí)現(xiàn)及功能驗(yàn)證

設(shè)計在Xilinx公司的ISE6.3軟件環(huán)境下，使用Verilog HDL硬件描述語言對其電路邏輯進(jìn)行描述，并以Xilinx公司xc2v1500bg575-4型為核心芯片的FPGA仿真驗(yàn)證平臺對其進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)及功能驗(yàn)證。FPGA驗(yàn)證平臺架構(gòu)如圖5所示。

驗(yàn)證平臺輸入模擬視頻信號，經(jīng)SAA7111A芯片電路A／D采樣轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字視頻信號接入FPGA驗(yàn)證平臺。經(jīng)過視頻處理電路去隔行、尺寸縮放等處理的視頻信號在圖象混合電路中與OSD菜單混合后輸出經(jīng)DS90C38芯片電路轉(zhuǎn)為LVDS(低壓差分信號)信號并驅(qū)動液晶屏顯示結(jié)果。

對2種字符索引算法下實(shí)現(xiàn)的OSD電路進(jìn)行驗(yàn)證比較。OSD字符索引電路部分使用到的存儲器資源可以分為字符編碼存儲器、行字符數(shù)存儲器、字符行寄存器3種。以生成圖6中所示菜單為例分析2種算法下OSD字符索引電路對存儲器資源的使用情況，將結(jié)果列于表1中。

從表中可以看出，以二步索引算法實(shí)現(xiàn)的字符索引電路使用了8個bytes的行字符數(shù)存儲器和1個byte的字符行寄存器，而以逐字索引算法實(shí)現(xiàn)的字符索引電路在這2類存儲器上的使用量均為0。但是，后者在字符編碼存儲器的使用上卻達(dá)到了96 bytes，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于前者50 bytes的使用量。從表1中可以看到，前者對存儲器資源的總使用量比起后者減少了很大一部分。隨著菜單尺寸的增加和顯示的字符信息的增加，二次索引算法對存儲器資源的節(jié)省效果也會更加的顯著。

4 結(jié)束語

采用模塊化設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)的OSD電路，作為視頻格式處理芯片的子電路模塊，對硬件資源的使用將影響到整塊芯片的電路性能。本文針對OSD電路中以存儲器為硬件資源的主要開銷這個特點(diǎn)，提出了采用二步索引算法實(shí)現(xiàn)的一種改進(jìn)型字符索引結(jié)構(gòu)的OSD電路。引入字符行寄存器和行字符數(shù)存儲器，通過對行字符數(shù)和字符編碼的二步索引，從而得到了菜單的顯示信息，同時大大地降低了對存儲器資源的使用。該算法的硬件結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)了同樣的電路功能的前提下，大大節(jié)省了硬件資源的開銷。

本文所介紹的基于二步索引算法實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)字符索引結(jié)構(gòu)的OSD電路，將作為子模塊電路集成于一款視頻格式轉(zhuǎn)換多媒體芯片的系統(tǒng)中，為其提供人機(jī)交互功能。該系統(tǒng)可應(yīng)用于汽車電子、視頻顯示等多媒體處理場合。