В останні роки цифрові системи відеоспостереження широко використовуються в різних сферах, таких як банки, автомобільні дороги та будівлі. У цифрових системах відеоспостереження невід’ємною частиною є технологія OSD (On Screen Display). Екранне меню надає користувачам дружній інтерфейс людина-машина, що дозволяє користувачам отримувати більше додаткової інформації.
1. Склад системи
Система, представлена в цій статті, є повноцінною системою відеоспостереження на основі TI DSP TMS320DM6? 3 та FPGA. Він підтримує 1 канал відеовходу та 1 канал відеовиходу, а також забезпечує мережевий інтерфейс.
Відеовхід реалізується економічним відеодекодером TI TVP5150A. TVP5150A може реалізувати збір двох композитних відеовходів або одного відеосигналу S-video. Регістр налаштований через I2C, а вихідний цифровий відеосигнал відповідає стандарту ITU656.
Цифровий відеосигнал, декодований TVP5150A, передається на DSP через відеопорт 1 DM6? 3, а необхідна обробка відео виконується DSP, а потім виводиться на віддалений пристрій мережевим інтерфейсом. З іншого боку, після DM6? 3 обробляє відеодані, отримані з мережі, вони відображаються та виводяться за допомогою SAA7105 через відеопорт 2 через FPGA.
Вихідна частина реалізується SAA7105. SAA7105-це високопродуктивний відеокодер компанії NXP, який може забезпечувати композитний відеовихід, відеовихід VGA та відеосигнал високої чіткості HDTV. Управління SAA7105 також реалізується через I2C, і він приймає цифровий відеосигнал складеного стандарту ITU656.
Частина обробки відео для реалізації використовує DSP TMS320DM6 3 TI. Основна частота DM6? 3 може досягати 600 МГц, а також є два 20-розрядних відеопорти. Відеопорти підтримують цифрові відеоінтерфейси, такі як BT.656 та Y/C. DM6? 3 також інтегрує мережевий MAC для реалізації доступу до мережі.
Швидкість розвитку продуктивності обладнання завжди важко задовольнити потреби програмного забезпечення. У все більш складних програмах обробки відео DSP відповідає за складні завдання обробки відео, і ресурси стають дуже обмеженими. Тому при проектуванні цієї системи ПЛІС використовується для реалізації проекту екранного меню, що може зменшити навантаження на DSP.
Частина реалізації екранного меню використовує XC3S250E Xilinx. XC3S250E-це FPGA серії Xilinx SPARTAN-3E з 250,000 логічними затворами.
2. Реалізація екранного меню
SAA7105 не може реалізувати функцію екранного меню, але реалізується за допомогою XC3S250E. Основна мікросхема управління DM6? 3 потрібно лише повідомити ПЛІС про вміст та позицію, яка буде відображатися, а конкретну роботу виконує ПЛІС. Логічна блок -схема екранного меню показана як на рис.2.
OSD FPGA отримує дані екранного меню та інструкції з керування від DSP DM6 3 через EMIFA, приймає відеодані через відеопорт 1 DSP, накладає на екранні дані OSD відео дані та виводить їх на відеокодер SAA7105. Функціональні модулі екранного меню описані наступним чином.
Порт даних модуля декодування адреси взаємодіє з низькими 32-розрядними даними EMIFA DSP DM6 3 і приймає дані та керуючу інформацію, надіслану DM6 3. Ці дані та керуюча інформація є вихідними 32-розрядними даними, надісланими DM6 3. Модуль декодування адреси поміщає отримані дані екранного меню, такі як вміст екранного меню, у внутрішній FIFO FPGA у 32-розрядному форматі даних. Керуюча інформація в основному використовується для управління екранним меню через набір регістрів управління.
Існує також модуль відеоінтерфейсу, безпосередньо підключений до DSP. Модуль відеоінтерфейсу підключений до відеопорту 2 DSP і зберігає дані та інформацію управління з відеопорту DSP. Ця керуюча інформація безпосередньо передається на багатоканальний модуль управління екранного меню, а інформація управління також безпосередньо керує відеодекодером SAA7105.
Логіка керування екранного меню виводить керуючу інформацію, отриману з групи регістрів управління, до кожного функціонального модуля екранного меню для реалізації управління екранним меню. Група регістрів в основному поділена на дві частини: одна - це група асинхронних реєстрів, яка надсилає таку інформацію управління, як скидання, увімкнення екранного меню та вибір ширини даних в екранне меню; інша - група синхронних реєстрів, яка в основному контролює інформацію про положення екранного меню.
Модуль декодування екранного меню виймає дані для відображення з FIFO відповідно до керуючої інформації логіки управління та виводить їх до модуля OSD CLUT синхронізовано з відеоданими. Дані, отримані з FIFO, є оригінальними 32-розрядними даними DSP, а дані, необхідні для модуля OSD CLUT,-8/16-бітні, тому модулю розпакування екранного меню потрібно розпакувати 32-розрядні дані відповідно до частоти відеопорту. 32-розрядні дані передаються до модуля OSD CLUT шириною 8/16.
Іншою функцією модуля FIFO є передача інформації про стан FIFO до модуля генератора подій DMA, наприклад, FIFO повний або FIFO порожній. Генератор подій DMA відстежує ці події, і якщо вони відбуваються, вони надсилаються на DM6? 3 у режимі переривання для досягнення правильних операцій читання та запису до FIFO.
Модуль OSD CLUT шукає відповідне значення YCbCr для даних кожного пікселя, отриманого від модуля розпакування екранного меню, і контролює послідовність виведення цих даних CLUT OSD. Цей зв'язок перетворення передається DSP через 24-розрядний порт даних. Дані модуля OSD CLUT безпосередньо виводяться на модуль багатоканального контролера OSD.
Екранний багатоканальний модуль управління визначає вихідні відеодані відповідно до альфа-біта керування, отриманого від модуля OSD CLUT. Якщо поточна інформація екранного меню, тобто керуючий біт Альфа, є дійсним, він виводить дані екранного меню в модуль перетворення даних. В іншому випадку виведіть вихідні відеодані, отримані з модуля відеоінтерфейсу, для реалізації функції екранного меню.
Виведення даних багатоканальним контролером екранного меню не надсилається безпосередньо до відеодекодера, але через модуль перетворення даних відповідно до конкретних умов застосування виконується перетворення необхідного формату даних. З інтерфейсу синхронізації SAA7105 видно, що коли SAA7105 налаштований для складеного відеовиходу, необхідними даними є дані по одному краю синхронізації. У цей час модуль перетворення даних не виконує ніякої роботи, а дані, отримані від багатоканального модуля управління екранного меню, передаються неушкодженими. Для SAA7105; якщо SAA7105 налаштовано у режимі виходу VGA або HDTV, потрібні дані з подвійним годинником. У цей час модуль перетворення даних перетворює дані по одному фронту тактового сигналу, отримані від контролера екранного меню, у дані з подвійним фронтом тактового сигналу і виводить їх у відеодекодер SAA7105.
Видно, що ПЛІС виконала всю роботу з екранного меню. Якщо ви хочете відобразити вміст екранного меню, DM6? 3 потрібно лише надіслати інструкції управління до FPGA через порт EMFIA. Ці інструкції, звичайно, включають зміст та інформацію про місце розташування екранного меню.
3. Контроль екранного меню
Дизайн екранного меню, реалізований XC3S250E, здійснює відображення екранного меню на основі отриманих даних про місцезнаходження екранного меню та інформації про вміст, без будь -яких обмежень щодо вмісту, що відображається в екранному меню, що є дуже гнучким та зручним. Нижче наведено як приклад відображення китайського символу екранного меню для ілюстрації операцій управління екранним меню.
Для правильного відображення китайських ієрогліфів введений внутрішній код китайських символів потрібно перетворити у відповідний код розташування. Для цієї функції ми використовуємо функцію Uint32 Code_Converse (беззнаковий символ *CodeNPointer), введення якої є покажчиком, що вказує на китайський символ, який потрібно конвертувати. Повернене значення - це код розташування, що відповідає китайському ієрогліфу. Екранне меню реалізується за допомогою функції OSDHZ? Isplay:
void OSDHZ_ Відображення {
Uint8 *pFrame
Крок Uint32
OSDUTIL_Point* локал
Uint32 CodeQ
OSDHZ? Ont *шрифт
Uint8 fgColor
Uint8 bgColor
}
Серед них Uint8 *pFrame є буферним буфером для виведення на екранне меню; Шаг Uint32 - це значення пікселів, що відображається в кожному рядку; OSDUTIL_Point *loc - це місце відображення першого символу; Uint32 CodeQ - це код міста для відображення китайських ієрогліфів; OSDHZ? Ont * - це шрифт, що використовується для відображення китайських ієрогліфів; Uint8 fgColor відображає колір переднього плану китайських ієрогліфів; Uint8 bgColor відображає колір фону китайських ієрогліфів.
Тому, якщо вам потрібно відобразити китайські ієрогліфи, вам потрібно лише перетворити китайські ієрогліфи в необхідну систему коду, а потім вивести перетворений код зони на екранне FPGA. Звичайно, для відображення китайських ієрогліфів бібліотека китайських ієрогліфів незамінна.
Наш інший продукт:
