機(jī)載冗余圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(4)輸出時(shí)序生成模塊

這部分模塊的主要功能是對(duì)SDRAM進(jìn)行操作，生成需要的視頻時(shí)序信號(hào)以及生成驅(qū)動(dòng)液晶屏的視頻信號(hào)。

2.2.2 SDRAM操作

為了滿(mǎn)足前后端數(shù)據(jù)流匹配，并實(shí)時(shí)發(fā)送，這里采用了SDRAM讀寫(xiě)交替進(jìn)行的讀寫(xiě)方式。

SDRAM讀到寫(xiě)時(shí)序圖如圖4所示。寫(xiě)入和讀出操作的發(fā)起是由行激活命令開(kāi)始的，命令為10011，發(fā)起的同時(shí)sdram_addr送入列地址，發(fā)起寫(xiě)入讀出命令時(shí)送入行地址。寫(xiě)入命令與數(shù)據(jù)同步，讀出命令在發(fā)出后潛伏期時(shí)間后送出數(shù)據(jù)到端口，sdram_data為SDRAM的輸入輸出數(shù)據(jù)端口。預(yù)沖方式采用了自動(dòng)預(yù)沖，即在發(fā)起讀寫(xiě)命令時(shí)將地址位A10置高就可以在讀寫(xiě)操作后SDRAM內(nèi)部自動(dòng)進(jìn)行預(yù)沖操作，不需要發(fā)出額外命令，自動(dòng)預(yù)沖占用4個(gè)時(shí)鐘周期。

3 仿真分析以及測(cè)試結(jié)果

讀寫(xiě)操作交替進(jìn)行仿真圖如圖5所示。圖5中包含了兩個(gè)寫(xiě)入操作，一個(gè)讀取操作。

SDRAM在完成讀寫(xiě)操作的同時(shí)還需要完成每64 ms全行(4 096行)自動(dòng)刷新操作，為所有行進(jìn)行充電，不然就會(huì)導(dǎo)致SDRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)丟失。自動(dòng)刷新時(shí)序圖如圖6所示。這里將自動(dòng)刷新操作穿插在讀寫(xiě)當(dāng)中，經(jīng)計(jì)算為15μs需進(jìn)行一次自動(dòng)刷新操作，通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)器每15μs發(fā)起一次自動(dòng)刷新請(qǐng)求，程序檢測(cè)到自動(dòng)刷新操作請(qǐng)求后進(jìn)行自動(dòng)刷新操作然后再進(jìn)行讀寫(xiě)操作，自動(dòng)刷新操作占用10個(gè)時(shí)鐘周期。圖7為寫(xiě)和讀之間穿插了一次自動(dòng)刷新操作，操作命令為10001。

測(cè)試結(jié)果證明，該緩存系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能，可以對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行更方便的操作與管理。SDRAM操作前與操作后圖形效果對(duì)比如圖8所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了某機(jī)載實(shí)時(shí)冗余視頻圖形處理系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)利用FPGA設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)SDRAM的控制，完成了對(duì)數(shù)據(jù)的緩存設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多路DVI視頻冗余信號(hào)的解碼、編碼、實(shí)時(shí)處理以及輸出顯示。該系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，具有速度快、可靠性高、靈活性強(qiáng)和功能可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。并且，由于信號(hào)通道增加冗余設(shè)計(jì)，因而加強(qiáng)了系統(tǒng)顯示的穩(wěn)定性和可靠性。本系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，其性能可靠、穩(wěn)定，實(shí)用性強(qiáng)。該方法值得推廣。