基于CPLD+DSP的實時數字圖像穩定系統

該系統輸入輸出都為標準模擬視頻信號，設計采集圖像大小為512×512像素，速度為30～60幀／s的實時采集。攝像頭輸入模擬視頻信號后，經過SAA7110進行A／D轉換和信號分離后，進入輸入端高速數據緩沖區。輸出端緩存中的數據，通過BT121進行D／A轉換后，合成為標準模擬視頻信號，可直接送監視器顯示。用邏輯器件CPLD控制系統的工作時序。為適應高速數據吞吐，輸入輸出緩沖存儲器選用了雙端口RAM。
2．2 CPLD控制
系統的邏輯控制器是100引腳的XC95144，其主要工作是控制輸入／輸出幀存，以便DSP將存在其中的處理好的圖像數據讀出，并在同步控制信號和消隱信號的協同下形成標準視頻輸出信號，送到監視器顯示。圖3給出了邏輯控制的原理框圖。

CPLD的邏輯控制的工作包括：1)根據SAA7110分離出的同步信號，經過邏輯判斷后，給出BT121需要的同步信號；2)由于SAA7110輸出的LLC2時鐘與采樣時鐘、輸出時鐘是同步的，因而以LLC2作為采樣數據存儲和同步控制子系統的時鐘，CPLD內部計數器進行數據采樣計數，產生偏移地址，以控制輸入／輸出緩沖讀寫數據，使用LLC2時鐘也避免了使用外部時鐘需要解決的信號相互間的同步和鎖相：3)計數器產生控制中斷，通知DSP啟動數據讀／寫EDMA通道和進行數據轉移；4)低位地址A0和A1進行譯碼產生Bank Enable信號，送到雙口RAM以進行數據位選通。由于輸入／輸出緩存具有對稱的硬件結構，所以XC95144在進行地址計數時，產生兩套相同Bank信號和地址偏移，供輸入和輸出雙口RA-M。

3 數字圖像數據的采集與輸出
3．1 數據采集
系統的設計視頻信號采集能力是從CCD獲得模擬視頻信號中采集到512×512大小的數字圖像，并通過幀緩存——異步靜態雙端口存儲器(dual-port RAM)，經DSP的EDMA通道送到SDRAM中。采集模塊的結構如圖4所示。