基于FPGA的视频数据转发系统设计

发布时间：2017-08-14 07:00

  本文关键词：基于FPGA的视频数据转发系统设计

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【摘要】：在数字化和现代视频理念的高速发展过程中,液晶电视技术和显示技术可以轻松地把收集到的信息带到我们面前,方便我们做出决策并对其进行研究。生活中,我们需要欣赏进口的录像节目、卫星电视节目,由于其技术标准与我国的PAL/D不可能完全相同,因此我们需要通过制式转换使我们的电视机和要看的电视节目相互兼容,制式相通。而在生产研究中,由于各方面标准和需求不同,往往需要对同一种视频数据根据不同的需要在不同制式的显示器上进行显示,而不同制式的显示器对帧频、像素、亮度带宽、色度带宽等有不同的要求,对工作的进行有较大的影响。有鉴于此,本课题设计了一块以FPGA作为主控芯片开发平台的目标信息处理板,它是一个独立的电路模块,能有效解决上述问题。FPGA具有用户可编程、可靠性高、集成度高等优点,在芯片中即可设计板级电路,使得印刷电路板的制作难度大大降低,同时改善了设计的灵活性与效率。再加上其时钟频率高、内部延迟小等优点,FPGA被广泛适用于国防、通讯、电子等领域。使用FPGA对本系统进行开发时,在完成模块接口设计的前提下,利用硬件描述语言VHDL来描述设计思想,然后利用Modelsim工具进行仿真,最后利用Xilinx的FPGA实现其功能。此信息处理板在具有PAL制视频输出功能的同时,也具有DVI视频输出功能。通过摄像机捕捉的分辨率为640x512(100Hz,单色8bits)的LVDS输入图像,分两路输出,DVI输出640x480pixel(75Hz,8bits)的图像,PAL输出640x512pixel(25Hz)的图像。在对输入的红外数字视频信号进行信息处理之余,还可以与上位机和外部进行通讯,更具有复位功能、固化程序等功能。
【关键词】：显示技术 FPGA 制式转换 PAL DVI
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN791;TN941
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的及意义10-13
• 1.3 本文的主要内容与架构安排13-15
• 第2章 FPGA设计方法及开发工具15-25
• 2.1 FPGA简介15-16
• 2.1.1 FPGA的发展15
• 2.1.2 FPGA/CPLD工作原理15-16
• 2.1.3 FPGA典型应用领域16
• 2.2 FPGA的设计流程16-18
• 2.3 FPGA编程工艺18
• 2.4 开发环境18-20
• 2.4.1 开发软件ISE14.418-19
• 2.4.2 开发软件Quartus II19
• 2.4.3 功能仿真软件Modelsim19-20
• 2.5 硬件描述语言20-22
• 2.5.1 1VHDL描述语言20-21
• 2.5.2 Verilog描述语言21
• 2.5.3 采用VHDL进行设计的优点21-22
• 2.6 FPGA设计的指导思想22-24
• 2.6.1 同步设计原则22
• 2.6.2 尽量使用全局时钟22-23
• 2.6.3 面积与速度的平衡和互换原则23
• 2.6.4 系统原则23-24
• 2.7 本章小结24-25
• 第3章 系统设计25-66
• 3.1 系统概述25-26
• 3.1.1 系统结构设计25-26
• 3.1.2 系统功能设计26
• 3.2 系统外围电路26-45
• 3.2.1 FPGA芯片26-28
• 3.2.2 PAL芯片28-33
• 3.2.3 DVI芯片33-37
• 3.2.4 LVDS芯片37-39
• 3.2.5 异步SRAM芯片39-42
• 3.2.6 外部存储芯片42-45
• 3.2.7 其他芯片45
• 3.3 系统模块设计45-65
• 3.3.1 LVDS模块45-49
• 3.3.2 DVI电路模块49-52
• 3.3.3 PAL电路模块52-57
• 3.3.4 异步SRAM模块57-60
• 3.3.5 外部存储模块60-65
• 3.4 本章小结65-66
• 第4章 电路仿真结果分析66-75
• 4.1 Modelsim 10.1 仿真环境介绍66-67
• 4.2 数据传输模块仿真结果67-69
• 4.3 分辨率调整模块69-70
• 4.4 行场同步仿真结果70-75
• 第5章 总结与展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79
• 个人简历79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：671320