基于FPGA的視頻應用OSD設計

OSD FPGA通過EMIFA從DSP DM6?3接收OSD數據和控制指令，通過DSP的視頻端口1接收視頻數據，并將OSD的信息疊加到視頻數據上，輸出給視頻編碼器SAA7105。OSD的各功能模塊描述如下。

地址譯碼模塊的數據端口與DSP DM6?3的EMIFA低32位數據接口，接收DM6?3發出的數據與控制信息，這些數據和控制信息是DM6?3發出的原始32位數據。地址譯碼模塊將接收到的OSD數據，如OSD的內容等，以32位數據格式放入到FPGA的內部FIFO中。而控制信息主要是通過一組控制寄存器對OSD實現控制。

與DSP直接連接的模塊還有視頻接口模塊。視頻接口模塊與DSP的視頻端口2相連，存儲來自DSP視頻端口的數據與控制信息。這些控制信息被直接傳輸給OSD多路控制模塊，同時控制信息也直接控制視頻解碼器SAA7105。

OSD控制邏輯把從控制寄存器組得到的控制信息輸出到OSD的各個功能模塊，實現對OSD的控制。寄存器組主要分為兩個部分：一是異步寄存器組，向OSD發送如復位、OSD使能和選擇數據寬度的控制信息；另一個是同步寄存器組，主要控制OSD的位置信息。

OSD解碼模塊根據控制邏輯的控制信息，從FIFO中取出要顯示的數據，以與視頻數據同步的方式輸出到OSD CLUT模塊。從FIFO中獲得的數據是原始的DSP 32位數據，而OSD CLUT模塊需要的數據是8/16位的，所以OSD解包模塊需要以一定的規則將32位數據解包，以視頻端口的頻率將32位數據以8/16的寬度傳輸給OSD CLUT模塊。

FIFO模塊的另外一個功能是向DMA事件發生器模塊傳遞FIFO的狀態信息，如FIFO滿或FIFO空。DMA事件發生器監控這些事件，如果發生，則以中斷的模式發送給DM6?3，以實現對FIFO的正確讀寫操作。

OSD CLUT模塊為從OSD解包模塊接收的每個象素的數據查找YCbCr的對應值，并控制這些OSD CLUT數據的輸出順序。這種轉換關系是由DSP通過24位的數據端口傳送過來的。OSD CLUT模塊的數據直接輸出給OSD多路控制器模塊。

OSD多路控制模塊根據從OSD CLUT模塊接收到的Alpha控制位確定輸出視頻數據，如果當前為OSD信息，即Alpha控制位有效，則輸出OSD數據給數據轉換模塊。否則，輸出從視頻接口模塊接收的原始視頻數據，以此來實現OSD功能。

OSD多路控制器輸出的數據并沒有直接送給視頻解碼器，而是通過數據轉換模塊，根據具體的應用條件，進行必要的數據格式轉換。由SAA7105的接口時序可知，當SAA7105配置為復合視頻輸出時，其要求的數據為單時鐘沿數據，此時數據轉換模塊不作任何工作，將從OSD多路控制模塊接收的數據原封不動地傳輸給SAA7105；如果SAA7105配置為VGA或HDTV輸出模式時，需要雙時鐘沿數據，此時數據轉換模塊將從OSD控制器接收到的單時鐘沿數據轉換成雙時鐘沿數據，輸出給視頻解碼器SAA7105。

由此可見，FPGA完成了OSD的所有工作。如果要顯示OSD內容，DM6?3只需要通過EMFIA口向FPGA發送控制指令即可，這些指令當然包括OSD的內容及位置信息。

OSD控制

由XC3S250E實現的OSD設計根據接收到的OSD位置及內容信息進行OSD顯示，對OSD顯示的內容沒有任何限制，非常靈活方便。下面以OSD漢字顯示為例說明OSD的控制操作。

要正確的顯示漢字，就必須將輸入的漢字內碼轉換成對應的區位碼。這一功能我們通過函數Uint32 Code_Converse(unsigned char *CodeNPointer)，其輸入為指針，指向要轉換漢字。返回值為該漢字對應的區位碼。OSD的顯示由函數OSDHZ?isplay實現：
void OSDHZ_ Display{
Uint8 *pFrame
Uint32 pitch
OSDUTIL_Point* loc
Uint32 CodeQ
OSDHZ?ont *font
Uint8 fgColor
Uint8 bgColor
}
其中，Uint8 *pFrame為OSD輸出的Buffer緩沖區；Uint32 pitch為每行顯示的象素值；OSDUTIL_Point *loc為第一個字符的顯示位置；Uint32 CodeQ為要顯示漢字的區位碼；OSDHZ?ont *font為顯示漢字所用的字體；Uint8 fgColor顯示漢字的前景色；Uint8 bgColor顯示漢字的背景色。
所以，如果需要顯示漢字，只需要將漢字進行必要的碼制轉換，然后將轉換后的區位碼，給出顯示的位置，輸出給OSD FPGA即可。當然要顯示漢字，漢字字庫是必不可少的。