基于改進型二步索引算法OSD電路的FPGA實現

從輸出緩存中讀出的數據用于控制生成菜單字符層，在層選擇電路中與菜單背景層和屬性條層進行疊加處理后輸出一幅完整的菜單。字符層、菜單背景層和屬性條層相互獨立，由層混合控制電路控制進行混合疊加處理，再將菜單與屏幕背景層進行疊加輸出混合視頻信號。層混合疊加電路的實現結構如圖4所示。

3 OSD電路的FPGA實現及功能驗證

設計在Xilinx公司的ISE6.3軟件環境下，使用Verilog HDL硬件描述語言對其電路邏輯進行描述，并以Xilinx公司xc2v1500bg575-4型為核心芯片的FPGA仿真驗證平臺對其進行硬件實現及功能驗證。FPGA驗證平臺架構如圖5所示。

驗證平臺輸入模擬視頻信號，經SAA7111A芯片電路A／D采樣轉變為數字視頻信號接入FPGA驗證平臺。經過視頻處理電路去隔行、尺寸縮放等處理的視頻信號在圖象混合電路中與OSD菜單混合后輸出經DS90C38芯片電路轉為LVDS(低壓差分信號)信號并驅動液晶屏顯示結果。

對2種字符索引算法下實現的OSD電路進行驗證比較。OSD字符索引電路部分使用到的存儲器資源可以分為字符編碼存儲器、行字符數存儲器、字符行寄存器3種。以生成圖6中所示菜單為例分析2種算法下OSD字符索引電路對存儲器資源的使用情況，將結果列于表1中。

從表中可以看出，以二步索引算法實現的字符索引電路使用了8個bytes的行字符數存儲器和1個byte的字符行寄存器，而以逐字索引算法實現的字符索引電路在這2類存儲器上的使用量均為0。但是，后者在字符編碼存儲器的使用上卻達到了96 bytes，遠遠多于前者50 bytes的使用量。從表1中可以看到，前者對存儲器資源的總使用量比起后者減少了很大一部分。隨著菜單尺寸的增加和顯示的字符信息的增加，二次索引算法對存儲器資源的節省效果也會更加的顯著。

4 結束語

采用模塊化設計方法實現的OSD電路，作為視頻格式處理芯片的子電路模塊，對硬件資源的使用將影響到整塊芯片的電路性能。本文針對OSD電路中以存儲器為硬件資源的主要開銷這個特點，提出了采用二步索引算法實現的一種改進型字符索引結構的OSD電路。引入字符行寄存器和行字符數存儲器，通過對行字符數和字符編碼的二步索引，從而得到了菜單的顯示信息，同時大大地降低了對存儲器資源的使用。該算法的硬件結構簡單，易于實現，在實現了同樣的電路功能的前提下，大大節省了硬件資源的開銷。

本文所介紹的基于二步索引算法實現的改進字符索引結構的OSD電路，將作為子模塊電路集成于一款視頻格式轉換多媒體芯片的系統中，為其提供人機交互功能。該系統可應用于汽車電子、視頻顯示等多媒體處理場合。