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本方案已在實際項目中驗證，方案成熟，目前已推廣至車載終端應用上，并處于批量生產階段中；其主要功能功能如下： 1） 輸入視頻信號：兩路模擬VGA同步差分信號輸入，四路CVBS輸入； 2）幾路視頻信號可選擇輸出；并實現至少兩種信號在液晶屏上同時顯示； 3）可通過計算機進行通訊控制等。 一．方案設計： 視頻顯示主要由視頻信號處理和信號轉換電路組成；視頻控制電路主要由FPGA芯片實現；視頻處理電路生成數字信號時，主要依賴ADI公司的AD9888和ADV7401等實現；實現原理如圖1所示。 
圖1 視頻處理模塊原理框圖 1視頻信號預理 對視頻信號的預處理主要是針對各種特殊視頻信號設計，將同步為差分RS422形式的RGB視頻信號轉換為標準的VGA信號，輸出到后端電路中進行進一步處理。同時該部分電路設計有緩沖器，同時分離出一路當前正選擇的輸入通道內容作為顯示器輸出。圖2為視頻信號預處理原理框圖。
圖2 視頻信號處理原理框圖 該電路主要集成電路介紹： a) ADG5409主要功能 ADG5409為單芯片CMOS模擬多路復用器， 4個差分通道。ADG5409根據2位二進制地址線A0和A1所確定的地址，將4路差分輸入之一切換至公共差分輸出。 該均提供EN輸入，用來啟用或禁用器件。EN禁用時，所有通道均關斷。導通電阻曲線在整個模擬輸入范圍都非常平坦，高開關速度使這些器件適合視頻信號切換應用。 當接通時，各開關在兩個方向的導電性能相同，輸入信號范圍可擴展至電源電壓范圍。在斷開條件下，等于電源電壓的信號電平被阻止。 主要特點： •工作溫度：－40℃～＋85℃（工業級）； •帶寬：87MHz； •工作電壓：12V； ••主要功能：信號選擇。 詳細數據參見手冊： ADG5408_5409.pdf b) DS26LS32M主要特點： •工作溫度：－55℃～＋125℃（MIL-883級）； •工作電壓：5V； •轉換速率：10ns； •主要功能：將RS422差分信號轉換成TTL信號。 詳細數據參見： DS26LS32AC.pdf c) AD9888芯片特點 AD9888(以下簡稱AD)為Analog Devices公司生產的3路8位模數轉換器件，最大轉換率達140MS/s(百萬次采樣/每秒),多用于捕獲個人計算機或工作站的RGB信號。近年來，在視頻信號處理領域得到廣泛的應用。AD內含25個寄存器00H-18H(其中00H、14H為只讀，15H-18H為備用，其余為可讀寫)，用來對AD進行初始化和控制。針對不同的應用環境，這些寄存器需寫入相應的值，才能使AD正常工作。AD的初始化是其工程應用的前提。AD初始化過程依靠AD9888的SDA(Pin 57)和SCL(Pin 56)引腳進行，時序符合I2C總線的時序標準。我們可直接采用帶有I2C總線接口的單片機對AD進行初始化，但是目前帶有I2C總線接口的單片機數量較少并且價格普遍較高。對于不帶I2C總線接口的單片機，我們可以采用模擬I2C總線技術使用其普通I/O口來模擬I2C總線時序，實現對外圍器件的讀、寫操作。對于單主系統(只有一個主控器件)，目前已經設計出模擬I2C總線的通用軟件包[6>，通用軟件包由信號模擬子程序STA、STOP、MACK、MNACK和通用子程序CACK、WRBYT、RDBYT、WRNBYT、RDNBYT共9個子程序組成。用FPGA的I/O口模擬I2C總線數據傳送時，可以直接調用這些通用軟件包，模擬I2C總線的應用程序設計方法。 其主要寄存器的配置在ADI公司產品應用均有詳細數據，請自習參閱。 d) ADV7401解碼芯片 采用Analog Device Inc公司ADV7401解碼芯片，實現視頻信號的分選和解碼。本方案設計ADV7401輸出格式為ITU-R.BT656、8 Bit數據YCbCr輸出格式，連接到FPGA。 ADV7401本身具備10路CVBS輸入端口，本方案設計的視頻信號經過濾波電路處理以后，能夠直接連接到ADV7401的4個CVBS輸入端口上。 輸入信號分辨率為800×600，場頻60Hz，根據實際測試提供的視頻信號時序，行有效像素個數為800，場有效行數為600行，加上消隱期后每行總數據量為1040個像素，每場共628行，所以總的像素時鐘為1040×628×60=39.19MHz，則像素間間隔時間寬度約為25ns。設計中采用的選擇器和Buffer芯片帶寬均在60MHz以上，大于實際需求的39.19MHz。而在RS422標準的同步信號轉數字RGB同步信號電路中，DS26LS32轉換速率為10ns，也小于轉換像素間間隔時間寬度25ns的一半，則轉換后后RGB信號與同步信號之間延時不超過0.5個像素，遠小于實際行消隱期的長度1040-800=240個像素，所以不會不會造成RGB信號與同步信號不一致的情況。通過以上分析，本設計的預處理電路能有效接收和分配輸入的該類提供的視頻信號。 二、視頻處理 本方案采用的賽靈思的FPGA芯片作為核心的視頻處理器,FPGA具有以下特點： • FPGA靈活性大，可以根據需求靈活調整各項視頻信號處理參數 （信號時序控制、色度/對比度調整、任意分辨率調整等 ） • 產品可靠性高，可升級空間大 。 • 相應功能實現能力有一定基礎。 三、總結 在方案驗證與實現時，ADI公司提供了全面的技術支持，包括元器件封裝，AD9888和ADV7401配置電路、寄存器配置方法。整個設計生產過程周期短，投入人力資源少，預期實現了客戶的功能需求，提前完成了交貨。
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