查看完整版本: 数字图像倍焦系统设计与实现综合实例之:系统硬件配置方案

admin 发表于 2014-10-12 16:30:18

数字图像倍焦系统设计与实现综合实例之:系统硬件配置方案

        12.5系统硬件配置方案

        12.5.1FPGA的配置

        FPGA作可编程器件,可以根据用户的需要进行现场可编程。系统可采用了JTAG模式和AS模式进行FPGA编程配置。
       
        JTAG模式编程直接对FPGA进行编程,使用JTAG模式,在Quartus II工具中输出sof文件(SRAM Object File)。其好处是编程速度快,并且由于是对FPGA的SRAM结构进行编程,编程次数要多得多;但是掉电后,SRAM保存的编程信息将会丢失。
       
        当程序调试完毕,需要固化的时候,可以通过AS模式将最终文件(pof文件)烧写到配置芯片里面。
       
        本系统采用的配置芯片是EPC1441PC8。配置芯片具有掉电保存能力,在系统上电时,FPGA首先从配置芯片中读取编程数据,并对FPGA进行加载。
       
        12.5.2Video Decoder(SAA7113H)的配置

        系统上电后,Video Decoder 芯片正常工作之前是需要进行配置的。所谓的配置,就是通过I2C接口对它的内部寄存器进行读写。配置的主要目的是通知Video Decoder系统当前采用的信号输入端口、格式和特殊要求。
       
        本系统的工作要求是:1路PAL制式视频,AI11管脚输入,输出为ITU656格式,YUV比例为4∶2∶2。对应的SAA7113H的寄存器配置如表12.1所示。
       
        表12.1 SAA7113H寄存器配置值
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        内容
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        内容
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        内容
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        内容
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        内容
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        内容
                                                                                                                                                        0
                                                                                                                        00
                                                                                                                        10
                                                                                                                        38
                                                                                                                        20
                                                                                                                        00
                                                                                                                        30
                                                                                                                        00
                                                                                                                        40
                                                                                                                        02
                                                                                                                        50
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        1
                                                                                                                        08
                                                                                                                        11
                                                                                                                        0C
                                                                                                                        21
                                                                                                                        00
                                                                                                                        31
                                                                                                                        00
                                                                                                                        41
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        51
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        2
                                                                                                                        C0
                                                                                                                        12
                                                                                                                        E8
                                                                                                                        22
                                                                                                                        00
                                                                                                                        32
                                                                                                                        00
                                                                                                                        42
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        52
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        3
                                                                                                                        33
                                                                                                                        13
                                                                                                                        00
                                                                                                                        23
                                                                                                                        00
                                                                                                                        33
                                                                                                                        00
                                                                                                                        43
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        53
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        4
                                                                                                                        00
                                                                                                                        14
                                                                                                                        00
                                                                                                                        24
                                                                                                                        00
                                                                                                                        34
                                                                                                                        00
                                                                                                                        44
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        54
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        5
                                                                                                                        00
                                                                                                                        15
                                                                                                                        00
                                                                                                                        25
                                                                                                                        00
                                                                                                                        35
                                                                                                                        00
                                                                                                                        45
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        55
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        6
                                                                                                                        E0
                                                                                                                        16
                                                                                                                        00
                                                                                                                        26
                                                                                                                        00
                                                                                                                        36
                                                                                                                        00
                                                                                                                        46
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        56
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        7
                                                                                                                        0D
                                                                                                                        17
                                                                                                                        00
                                                                                                                        27
                                                                                                                        00
                                                                                                                        37
                                                                                                                        00
                                                                                                                        47
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        57
                                                                                                                        FF
                                                                                                                                                        8
                                                                                                                        B8
                                                                                                                        18
                                                                                                                        00
                                                                                                                        28
                                                                                                                        00
                                                                                                                        38
                                                                                                                        00
                                                                                                                        48
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        58
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        9
                                                                                                                        01
                                                                                                                        19
                                                                                                                        00
                                                                                                                        29
                                                                                                                        00
                                                                                                                        39
                                                                                                                        00
                                                                                                                        49
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        59
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        A
                                                                                                                        80
                                                                                                                        1A
                                                                                                                        00
                                                                                                                        2A
                                                                                                                        00
                                                                                                                        3A
                                                                                                                        00
                                                                                                                        4A
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        5A
                                                                                                                        07
                                                                                                                                                        B
                                                                                                                        47
                                                                                                                        1B
                                                                                                                        00
                                                                                                                        2B
                                                                                                                        00
                                                                                                                        3B
                                                                                                                        00
                                                                                                                        4B
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        5B
                                                                                                                        80
                                                                                                                                                        C
                                                                                                                        40
                                                                                                                        1C
                                                                                                                        00
                                                                                                                        2C
                                                                                                                        00
                                                                                                                        3C
                                                                                                                        00
                                                                                                                        4C
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        5C
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        D
                                                                                                                        00
                                                                                                                        1D
                                                                                                                        00
                                                                                                                        2D
                                                                                                                        00
                                                                                                                        3D
                                                                                                                        00
                                                                                                                        4D
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        5D
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        E
                                                                                                                        01
                                                                                                                        1E
                                                                                                                        00
                                                                                                                        2E
                                                                                                                        00
                                                                                                                        3E
                                                                                                                        00
                                                                                                                        4E
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        5E
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        F
                                                                                                                        2A
                                                                                                                        1F
                                                                                                                        00
                                                                                                                        2F
                                                                                                                        00
                                                                                                                        3F
                                                                                                                        00
                                                                                                                        4F
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        5F
                                                                                                                        00
                                                       
        12.5.3Video Encoder (SAA7128)的配置

        系统上电后,Video Encoder 芯片正常工作之前是需要进行配置的。所谓的配置,就是通过I2C接口对它的内部寄存器进行读写。配置的主要目的是通知Video Encoder系统当前采用的信号输出端口、格式和特殊要求。
       
        本系统的工作要求是:1路PAL制式视频输出,CVBS管脚输出,输入为ITU656格式,YUV比例为4∶2∶2。对应的SAA7128H的寄存器配置如表12.2所示。
       
        表12.2 SAA7128H寄存器配置值
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        0
                                                                                                                        1
                                                                                                                        2
                                                                                                                        3
                                                                                                                        4
                                                                                                                        5
                                                                                                                        6
                                                                                                                        7
                                                                                                                        8
                                                                                                                        9
                                                                                                                        A
                                                                                                                        B
                                                                                                                        C
                                                                                                                        D
                                                                                                                        E
                                                                                                                        F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        地址
                                                                                                                        10
                                                                                                                        11
                                                                                                                        12
                                                                                                                        13
                                                                                                                        14
                                                                                                                        15
                                                                                                                        16
                                                                                                                        17
                                                                                                                        18
                                                                                                                        19
                                                                                                                        1A
                                                                                                                        1B
                                                                                                                        1C
                                                                                                                        1D
                                                                                                                        1E
                                                                                                                        1F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                        续表
                                                                                                                        地址
                                                                                                                        20
                                                                                                                        21
                                                                                                                        22
                                                                                                                        23
                                                                                                                        24
                                                                                                                        25
                                                                                                                        26
                                                                                                                        27
                                                                                                                        28
                                                                                                                        29
                                                                                                                        2A
                                                                                                                        2B
                                                                                                                        2C
                                                                                                                        2D
                                                                                                                        2E
                                                                                                                        2F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        0D
                                                                                                                        00
                                                                                                                        1F
                                                                                                                        1F
                                                                                                                        75
                                                                                                                        3F
                                                                                                                        06
                                                                                                                        3F
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        地址
                                                                                                                        30
                                                                                                                        31
                                                                                                                        32
                                                                                                                        33
                                                                                                                        34
                                                                                                                        35
                                                                                                                        36
                                                                                                                        37
                                                                                                                        38
                                                                                                                        39
                                                                                                                        3A
                                                                                                                        3B
                                                                                                                        3C
                                                                                                                        3D
                                                                                                                        3E
                                                                                                                        3F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        1A
                                                                                                                        1A
                                                                                                                        13
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                                                        地址
                                                                                                                        40
                                                                                                                        41
                                                                                                                        42
                                                                                                                        43
                                                                                                                        44
                                                                                                                        45
                                                                                                                        46
                                                                                                                        47
                                                                                                                        48
                                                                                                                        49
                                                                                                                        4A
                                                                                                                        4B
                                                                                                                        4C
                                                                                                                        4D
                                                                                                                        4E
                                                                                                                        4F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        68
                                                                                                                        10
                                                                                                                        97
                                                                                                                        4C
                                                                                                                        18
                                                                                                                        9B
                                                                                                                        93
                                                                                                                        9F
                                                                                                                        FF
                                                                                                                        7C
                                                                                                                        34
                                                                                                                        3F
                                                                                                                        17
                                                                                                                                                        地址
                                                                                                                        50
                                                                                                                        51
                                                                                                                        52
                                                                                                                        53
                                                                                                                        54
                                                                                                                        55
                                                                                                                        56
                                                                                                                        57
                                                                                                                        58
                                                                                                                        59
                                                                                                                        5A
                                                                                                                        5B
                                                                                                                        5C
                                                                                                                        5D
                                                                                                                        5E
                                                                                                                        5F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        00
                                                                                                                        83
                                                                                                                        83
                                                                                                                        80
                                                                                                                        8C
                                                                                                                        0F
                                                                                                                        C3
                                                                                                                        06
                                                                                                                        02
                                                                                                                        80
                                                                                                                        34
                                                                                                                        7D
                                                                                                                        AF
                                                                                                                        2D
                                                                                                                        3F
                                                                                                                        3F
                                                                                                                                                        地址
                                                                                                                        60
                                                                                                                        61
                                                                                                                        62
                                                                                                                        63
                                                                                                                        64
                                                                                                                        65
                                                                                                                        66
                                                                                                                        67
                                                                                                                        68
                                                                                                                        69
                                                                                                                        6A
                                                                                                                        6B
                                                                                                                        6C
                                                                                                                        6D
                                                                                                                        6E
                                                                                                                        6F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        00
                                                                                                                        02
                                                                                                                        46
                                                                                                                        CB
                                                                                                                        8A
                                                                                                                        09
                                                                                                                        2A
                                                                                                                        77
                                                                                                                        41
                                                                                                                        88
                                                                                                                        41
                                                                                                                        12
                                                                                                                        02
                                                                                                                        20
                                                                                                                        A0
                                                                                                                        B4
                                                                                                                                                        地址
                                                                                                                        70
                                                                                                                        71
                                                                                                                        72
                                                                                                                        73
                                                                                                                        74
                                                                                                                        75
                                                                                                                        76
                                                                                                                        77
                                                                                                                        78
                                                                                                                        79
                                                                                                                        7A
                                                                                                                        7B
                                                                                                                        7C
                                                                                                                        7D
                                                                                                                        7E
                                                                                                                        7F
                                                                                                                                                        内容
                                                                                                                        41
                                                                                                                        C3
                                                                                                                        00
                                                                                                                        3E
                                                                                                                        B8
                                                                                                                        1E
                                                                                                                        15
                                                                                                                        16
                                                                                                                        15
                                                                                                                        16
                                                                                                                        2B
                                                                                                                        D9
                                                                                                                        80
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                                                                                        00
                                                       
        12.5.4印刷电路板(PCB)设计

        本系统采用了层叠式的电路板结构,两块电路板通过双排连接器组合成一个系统。其中,FPGA相关电路在一块板上,视频的编解码器在另外一块板上。
       
        传输一路数字视频信号需要9个必须的ITU656信号(DATA0~DATA7,CLOCK)和两个可选的同步信号(HSync,VSync)。另外,I2C配置接口还需要2个信号(SCL,SDA),加上1个电源信号,2个地信号等,一共16个信号。
       
        经过布局布线后,得到两个板子的版图如图12.5所示。
       
        将这个版图文件提交给制版厂就可以加工设计了。
       
       
        图12.5数字图像倍焦系统PCB
页: [1]
查看完整版本: 数字图像倍焦系统设计与实现综合实例之:系统硬件配置方案