基于ADV212的高清視頻壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖3所示。根據(jù)ADV212的直接寄存器配置，設(shè)定ADV212內(nèi)部時(shí)鐘、總線模式、間接寄存器訪問模式等。ADV212_l和ADV212_2初始化流程說明如下：PLL_HIOx008h、PLL_HO，0x0084：設(shè)置VCLK為74．25 MHz；BOOT：0x008A引導(dǎo)模式用來那上否裝載；BUSMODE：0x000A設(shè)置主機(jī)控制數(shù)據(jù)寬度和DMA數(shù)據(jù)寬度為32位；MMODE：0x000A設(shè)置間接數(shù)據(jù)存取位數(shù)和間接地址步長大小為32位；IADDR：Ox00050000設(shè)置程序存儲的起始點(diǎn)；IDATA：0x********在程序存儲器裝載程序；BOOT Ox008D軟件重啟；BUSMODE0x000A重新設(shè)置主機(jī)控制數(shù)據(jù)寬度和DMA數(shù)據(jù)寬度為32位：MMODE 0x000A重新設(shè)置間接數(shù)據(jù)存取位數(shù)和間接地址步長大小為32位。ADV212的參數(shù)根據(jù)IADDR和IDATA設(shè)置，參數(shù)配置說明如下：IADDR 0x00057F00 ADV212_1和ADV212_2的編碼參數(shù)起始地址；IDATA 0x02010503(ADV212_1)、0x03010503(ADV212_2)02=1080i亮度(03=1080i色度)；0l=10位精度；05=5級小波變換；03=Y，C單級；IDATA 0x03000000 03=碼塊大小為128x32；00=不可逆9x7小波；00=跳過無字節(jié)區(qū)域；00=無屬性數(shù)據(jù)輸出；IDATA0x01019500(ADV212_1)、0x01008700(ADV212_2) Ol=目標(biāo)視頻域，幀大小；019500=10：1壓縮率(008700=30：1壓縮率)；IDATA 0x00000001 00=LRCP級數(shù)格式；00=EAV．SAV編碼，所有陰極同步；00=Qfaetor是1X；01=編碼格式是．j2c；IDATA0x00000000保存參數(shù)。
上述配置好以后，ADV212_1和ADV212_2的EIRQFLG(地址Ox6h)寫入0x0400去清除軟件中斷(SEIRQ0)并開始程序，當(dāng)DREQ0變?yōu)橛行?，ADV2-12準(zhǔn)備從CODE FIFO傳輸數(shù)據(jù)，主機(jī)按照ADV212特定時(shí)序說明開始數(shù)據(jù)傳輸。

4 FPGA結(jié)構(gòu)功能
圖4為FPGA內(nèi)部邏輯組成，F(xiàn)PGA主要由以下功能模塊組成：1)主機(jī)邏輯，基于Nios的嵌入式主機(jī)邏輯模塊，主要實(shí)現(xiàn)2片ADV212的讀寫操作，實(shí)現(xiàn)對ADV212的初始化和固件下載；2)ADV212仲裁邏輯，實(shí)現(xiàn)2片ADV212壓縮數(shù)據(jù)同步，應(yīng)答總線判斷狀態(tài)的應(yīng)答信號功能；3)Y／C合并邏輯，該部分根據(jù)讀出的屬性和代碼信息，實(shí)現(xiàn)亮度壓縮數(shù)據(jù)與色度壓縮數(shù)據(jù)的合并功能；4)數(shù)據(jù)緩沖控制模塊，緩沖外部DMA通道讀取速率和亮度／色度合并邏輯模塊間的數(shù)據(jù)流。

在FPGA主控模塊中，要確保ADV212加載了正確的固件，通過4個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)：第1步是向外部中斷使能寄存器中寫入0x0400來屏蔽軟件中斷0位：第2步等待到中斷引腳IRQ被拉低，第3步檢查外部中斷標(biāo)記寄存器的EIRQFlLG[10]位是否被設(shè)置，第4步從軟件標(biāo)記寄存器中讀應(yīng)用標(biāo)識，如果讀到的是0XFF82，則說明固件加載正確，系統(tǒng)可以開始工作。
系統(tǒng)開始工作時(shí)，F(xiàn)PGA在仲裁，控制模塊中將從ADV212屬性FIFO中讀取的分區(qū)字節(jié)數(shù)信息進(jìn)行分析判斷，數(shù)據(jù)緩沖控制模塊將ADV212代碼FIFO中讀到的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行寄存。仲裁／控制模塊分析結(jié)果來控制亮度／色度合并邏輯模塊，碼流從Y數(shù)據(jù)開始從兩個(gè)器件相對部分(Y和CbCr)交錯(cuò)合并，輸出到緩沖器再由通信端口輸出。

5 結(jié)束語
基于FPGA+ADV212結(jié)構(gòu)的高清視頻壓縮系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高清視頻(YCbCr 4：2：2格式)信號的實(shí)時(shí)處理，本系統(tǒng)具有性價(jià)比高、可靠性好、調(diào)整靈活、壓縮信號易恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。但本系統(tǒng)采用的是不可逆9／7小波變換，視頻處理具有一定的失真，為獲取1080i視頻信號具有更好的特性(如無損壓縮)，建議用3片或3片以上的ADV212來處理信號，信號格式可采取YCbCr 4：4：4格式。隨著JPEG2000的廣泛應(yīng)用，專用圖像壓縮器件ADV212必將被越來越多地應(yīng)用到視頻和圖像壓縮方面的領(lǐng)域中。