一種基于FPGA的紅外視頻采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：介紹了一種基于FPGA技術(shù)的紅外視頻采集系統(tǒng)組成架構(gòu)，給出了各功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法，包括主要的HDL代碼、SignaltapII波形以及QuartusII頂層原理，并制作電路板進(jìn)行調(diào)試，最終的紅外圖像通過VGA實(shí)時(shí)顯示。結(jié)果表明該系統(tǒng)能充分利用FPGA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，具有擴(kuò)展性好、控制靈活、開發(fā)周期短等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：FPGA；紅外視頻；VGA顯示

1 系統(tǒng)架構(gòu)
紅外視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的FPGA部分由5個(gè)模塊組成，分別是I2C配置模塊、圖像采集模塊、YUV2RGB模塊、SRAM控制模塊、VGA控制模塊。配置模塊通過I2C總線來對(duì)ADV7181B芯片進(jìn)行配置。配置成功后，ADV7181B將產(chǎn)生圖像采集模塊所需的行場(chǎng)同步信號(hào)，并將紅外攝像頭輸入的復(fù)合視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的NTSC／PAL制式，輸入到圖像采集模塊；圖像采集模塊用來提取YUV(BT656)圖像中的有效數(shù)據(jù)；YUV2RGB模塊將YUV圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為RGB格式以供VGA顯示；VGA控制模塊用來產(chǎn)生D／A芯片(ADV7123)工作的同步信號(hào)、圖像數(shù)據(jù)，以及控制圖像數(shù)據(jù)從SRAM中讀出。紅外視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 I2C配置模塊
ADV7181B是Analog公司的一款應(yīng)用廣泛的視頻解碼芯片。該芯片自動(dòng)監(jiān)測(cè)輸入的復(fù)合視頻信號(hào)，通過I2C總線配置接口，可選擇圖像輸出方式(NTSC／PAL等)，本文以輸出NTSC制式視頻圖像為例，給出了所需配置的寄存器地址和配置參數(shù)值，NTSC制式視頻圖像寄存器地址和配置參數(shù)值如表1所列。