基于SOPC技術的多功能車載終端設計

　　在本終端系統設計中， 采用了模塊化的設計理念， 通過對車載終端功能的分析， 確定了該系統所需的關鍵功能模塊， 并對功能模塊與EP1S10之間的接口進行了規范。系統框圖中， CDMA 無線通信模塊、GPS定位模塊通過串口和EP1S10相連接;WTS701文本合成模塊通過SPI- master 總線和EP1S10相連接; FRAM信息存儲模塊通過I2C 總線和EP1S10相連接， 這些接口在SOPC Bu ilder的通信工具目錄下以免費IP核的形式提供。另外， 人機接口模塊涉及顯示和鍵盤， 需要通過I /O 定義時序控制總線來處理; 視頻圖像采集模塊需要更復雜的邏輯控制接口來實現， 下面對該模塊設計進行介紹。

　　視頻圖像采集模塊由SAA7111 和ZR36060組成， StratixTMFPGA通過相應的接口來控制SAA7111的工作狀態， 并獲取經過ZR36060壓縮后的數字視頻數據。SAA7111是功能強大的可編程視頻輸入處理芯片， 它可將攝像機輸出的PAL、NTSC 等不同制式的模擬復合全電視信號解碼成亮度、色度信號。

　　輸出的數字視頻信號格式有411YUV ( 16)、422YUV( 12位)、422YUV或CCIR- 656( 8位)、565RGB( 16位)、888RGB( 24位)等可供選擇。此外還提供了象素、時鐘信號、行場等多種同步信號。其所有的可編程功能是通過I2C 總線對內部的32個寄存器相應的控制位置相應的數值來完成的， 而StratixTM FPGA的I2C 接口可以很方便地對其進行編程和控制。

　　ZR36060主要完成對數字視頻圖像的壓縮， 輸出標準JPEG格式的文件。壓縮數據可以主方式從壓縮數據端口或以從方式從控制端口輸出， 兩種方式都有握手功能以便進行數據流控制， 它可以和SAA7113實現無縫結合。StratixTM FPGA 與視頻圖像采集模塊之間的接口如圖2所示。

圖2 StratixTM FPGA 與視頻圖像采集模塊之間的接口。

　　視頻圖像壓縮模塊ZR36060工作于16b it代碼寬度的從模式， Stra tixTM FPGA 通過使用不同的片選線和啟動轉換線， 可以控制四路視頻圖像壓縮模塊的工作。兩路I2C總線和SAA7113的IICSA管角配合， 可以設置四路圖像采集模塊的工作狀態。通過S trat ixTM FPGA 要實現對圖像采集和壓縮模塊的正常操作， 就是要根據ZR36060的接口時序圖， 應用SOPC Bu ilder設計合理的接口控制邏輯， ZR36060的接口時序如圖3所示。

　　在SOPC 開發工具中， 調用并行輸入輸出模塊( PIO )， 就可以構造操作該圖像壓縮模塊的邏輯接口， N ios嵌入式軟核利用該邏輯接口， 就可以將壓縮后的圖像數據保存在SDRAM 中， 同時可以實現對SAA7113和ZR36060模塊工作狀態的正確設置。

圖3 ZR36060被動模式的接口時序

　　4 軟件系統設計

　　完成系統設計后， 可以使用SOPC Bu ilder的System Generation頁或使用命令行生成系統。SOPCBuilder軟件自動生成所有必要邏輯， 用以將處理器、外圍設備、內存、總線、仲裁器、IP內核及到達系統外邏輯和存儲器的接口集成在一起， 并建立將組件捆綁在一起的HDL源代碼。