２０１ 正
０
仪
表 技
术 与
２ ０
Ｏ½
第½
０期
Ｉ ½½ ½½ Ｔ½ ½ ½
½ ½½ ½½
½ ½½½½
Ｎ½ Ｏ
．１
基 于 Ｆ ＧＡ 的 Ｓ —Ｓ 视 频 ½ 换 接 口 的设 计
Ｐ
Ｄ
ＤＩ
祁 超 ，
魏仲 慧 ½ 昕 梁 ½龙 郭 志 军
，
，
一，
（．
１ 中½科学院长春光学精密机械与物理研 究所 ，
吉林长春
１０ ３ ；．
３０ ３ ２ 中½科学院研究生院 ，
北京
１０ ３ ）
０ ０９
摘要 ： Ｆ Ｇ
以 Ｐ Ａ为主控 芯片，
设计一款数 字视 频接 口½换 设备 ，
完成 Ｓ
Ｄ—Ｓ Ｉ 标 准清晰 度 一串行数 字接 口） 频到
Ｄ（
视
Ｃ ½ ½ ½½ 口视 频 的 ½ 换 。 通 过 对摄 像 机 输 出的 ＩＵ—Ｒ Ｂ ． ５ 式 数 据 进 行 采 集 、
½ ½½Ｌ½ 接
Ｔ
Ｔ ６ ６格
色½ 空 间 变换 、 频 去 隔 行 处 理
视
等操½ ，
实现 将 Ｓ —Ｓ Ｉ 口传 输 的 隔行 显 示 的 视 频 采 用 Ｃ ½½ ½
Ｄ Ｄ接
½ ½ Ｌ½
½ ½接 口方 式逐 行 输 出 。整 个 系统 设 计 灵 活 ， 成 度
集
高，
以较 少 的硬 件 资 源 完成 了高质 量 的视 频接 口½ 换 。
关键词 ：
串行 数 字接 口 ； 隔行 ；
去
乒乓 缓 存 ； 频 ½ 换
视
中 图 分 类 号 ：Ｎ ４ ．
Ｔ ９ １１
文 献 标 识 码 ：
Ｂ
文 章 编 号 ：０ ２—１４ （ ００ １ ０ ６ ０
１０
８ １２ １ ） ０— ０ ３— ３
Ｄ½ ½½ ½
½½ ½ＳＤ — Ｓ ½ ½ Ｃ½ ½ ½½ ½½½ ½ ½ Ｂ½ ½ ½ ＦＰＧＡ
ＤＩ Ｖ½ ½ ½½ ½ ½½ Ｉ ½ ½ ½ ½ ½ ½
Ｑ ½½一 ＷＥ ½ ½—½ Ｈ ½’ＬＡ Ｇ Ｇ ½½ ½一， Ｕ ½－ ½’
ＩＣ ½ ， Ｉ ½½½ ½， ＥＸ ½ ，Ｉ Ｎ ½— ½ Ｇ Ｏ Ｚ ½½
Ｚ
½
½ ！
（ ． ½ ½ ½ ½ Ｉ ½ ½ ½ ½Ｏ½ ½½ Ｆ½½Ｍ½ ½ ½ ½ ½ ½½½ Ｃ½½ ½ ½ ½ ½Ｓ ½½ ½ ， ½ ½ ½ ½ １ ０ ３ Ｃ½½
１ Ｃ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ， ½ ½ ½ ½½½ ½ Ｐ½ ½½ ， ½ ½ ½Ａ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ Ｃ½ ½ ½ ½ ３ ０ ３， ½½；
½
½
２ Ｇ½ ½ ½½Ｓ½ ½ ½ ½½½ ½ ½½½½ ½½ ½½Ｂ ½½ ０ ０ ９ Ｃ ½ ）
． ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½Ａ ½ ½ ½Ｓ½½½ ， ½ ½½１ ０３ ， ½ ½
Ｃ
½
½
Ａ ½ ½ ½ ½ Ｂ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ＦＰＧＡ ，½½ ½½ ½½ ½ ½½½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½
½ ½ ½ ： ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½
½ ½½½ ½½½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ， ½½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ —
½
½½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ＳＤ — Ｓ ½½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ Ａ½½ ½½ ½½ ½½ Ｉ
½½ ½½ ½½½ ½
ＤＩ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ． ½ ½½ ½½ ½
½
½
½½ ½ ＴＵ— ＢＴ． ５ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
Ｒ
６ ６ ½½ ½½½½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½，
½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½， ½ ½ ½½½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½½ ½ ½½½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½½ ½½½½ ½½ ½½½ ½ ½ ½ ½½ ½
½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½ —½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½½½ ½½， ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½—½ ½ ½½ ½ ½½½ ＳＤ
—
ＳＤＩ½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½． ½½ ½½½ ½ ½ ½½½， ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½ ½½ ½
½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½½½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½ Ｗ ½
½
½
½ ½ ½ ½½½ ½½½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½，
½
½ ½ ½½½½ ½ ½½ ½ ½½½½ ½ ½ ½½½— ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½．
½
½ ½ ½½ ½
½ ½ ½ ½½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½
½
Ｋ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½½½ ½½ ½ ½ —½ ½½½ ½ ½ ½ — ½ ½ ½ ½ ½½½； ½ ½ ½ ½ ½½ ½
½ ½½ ½ ：½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½； ½ ½ ½½½ ½½； ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½
½
½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½
１ 视 频 格 式 简 介
１ １ Ｓ Ｉ 口视 频 格 式
． Ｄ 接
上Ｓ
Ｄ—Ｓ Ｉ 效 视 频 ， 过 补 偿 后 的 Ｓ —Ｓ Ｉ 频 流 连 同视 频
Ｄ有
经
Ｄ Ｄ视
有 效 标 识 信 号 一 起 进 入 解 串器 Ｇ Ｉ６ Ａ．
Ｓ ５０
串行数字 接 口（ ½ ½ Ｄ½ ½ Ｉ½ ½½ Ｓ Ｉ 是 由美 ½ 电½
Ｓ ½ ½ ½½½ ½ ½ ½ ，Ｄ ）
½ ½ ½
½
电视工程师协会 （ Ｍ Ｔ ）
Ｓ Ｐ Ｅ 制定 的，
用单根 同½ 电缆 来 串行传 输
无压缩 的视／ 频数 据 的一 种 接 口，
音
传输 的视 频 符合 ＩＵ—Ｒ
Ｔ
Ｂ ．５ 准 。
Ｔ ６ ６标
Ｓ Ｓ Ｉ Ｓ½½½ ½ ½½½Ｓ Ｉ标准清 晰度 Ｓ Ｉ ，
Ｄ— Ｄ （ ½½½½Ｄ ½ ½½ Ｄ ，
½ ½
Ｄ ） 支持 的
串行 数 据 传 输 率 有 １３ Ｍ ½ ½ １７ Ｍ½½½２ ０ Ｍ½／
４ ½½ 、７ ½ 、７ ½ ½及 ３ ０
／
／
½
６
Ｍ½½½通常提到的 Ｓ
½ ．
／
Ｄ—Ｓ Ｉ 指 目前½ 用最 多 的 ２ ０Ｍ½½½
Ｄ均
７ ½
／
传输标 准 ，
视频 格式 为 ７０×４ ０／ ７ ½场频 ５ ½ ， 据 采用
２
８½ ６，
５
０ ½½数
Ｙ Ｃ ／ ½ ½ 空 间 ４ ２ ２分 量 编 码 。 主 要 用 于 数 字 广 播 演 播
／ ½Ｃ 色
：：
室环境 下传输标 准清 晰度数字 电视 信号 （Ｄ Ｖ）
ＳＴ 。
１２ Ｃ ½½½Ｌ½
． ½ ½ ½½接 口传 输 协 议
图 １ Ｓ —Ｓ 视 频 接 口 ½ 换 电 路 原理 框 图
Ｄ
ＤＩ
２ ２ Ｓ —Ｓ Ｉ 据 流 解 码
． Ｄ
Ｄ 数
对 Ｓ Ｉ 据 流 解 码 时 ， 用 加 拿 大 Ｇ ½½ 公 司 推 出 的
Ｄ 数
采
½½ ½
Ｃ ½ ½ Ｌ½
½ ½½ ½
½是一种适合数字 图像 信号在相 机 和图像采 集
卡间传输 的接 口协议 。其标准 由美 ½ Ｎ ½ ½½ ½ ½½ ½½ 公
½½ ½ Ｓ½½ ½ ½ ½
½
½
½
司基于其 Ｃ ½½ ½ ½½技术 ， 合数 家工业相 机及采集 卡制 造
½½ ½ Ｌ½
联
商 共同制定 。Ｃ ½½½Ｌ½
½ ½ ½½接 口协议 以 Ｌ Ｄ （
Ｖ Ｓ ½压 差分 信 号）
信 号来完成相机 和图像采集卡 的数 据传输 和通信 ，
并定义有 标
准 的接 口器 件 。
２ 系 统 方 案设 计
Ｇ １６ Ａ芯 片。在解码前 ，
Ｓ５ ０
必须在应用层对 Ｇ １６ Ａ的工 ½寄
Ｓ ５０
存 器 进 行 配 ½ 。需 要 配½ 的 寄 存 器 有 ：Ｄ 输 入 通 道 选 择 、Ｄ
ＳＩ
Ｓ／
Ｈ
Ｄ—Ｓ Ｉ
Ｄ 工½模式选择 、 出图像½ ½选择 、 据 自动校验 ½
输
数
½及其他重要 的寄存 器 。在 解码 过程 中 ，
压控 振荡 器 Ｇ ５ ５
０１５
为 Ｇ Ｉ６ Ａ提供精确 的解码 时钟 。
Ｓ５ ０
Ｇ １６ Ａ解码后 的有 效图像数 据有 两种方式输出 ：０½输
Ｓ５ ０
１
出时 ， ／ ½ Ｃ 共 用 一 路 １ 传 输 通 道 分 时 输 出 ；０½ 模 式 输
Ｙ Ｃ／ ½
０½
２
出时 ， 占用 １ 通 道 ， ½ Ｃ 共 用 １
Ｙ
０½
Ｃ／ ½
０½ 通 道 —— 每 个 像 素 时
钟下降沿输 出一个亮度信号 Ｙ，
同时交替输 出色差 信号 Ｃ ／ ½
½ Ｃ．
需 要 指 出的 是 ，Ｄ 视 频 数 据 采 用 １
Ｓ１
０½ Ｙ ½ ½ 码 ， 同 ８½
ＣＣ 编
这
编 码 的 Ｒ Ｂ½ 色 空 间 是 兼 容 的 ， 者 互 ½ 时 只 需 截 取 Ｙ ½ ½
Ｇ
二
Ｃ Ｃ
的高 ８½参与运算 ，
并不½ 响图像显示效果 。
Ｓ
Ｄ—Ｓ Ｉ 频 流 经 过 解 码 后 ， 生 的行 同 步 Ｈ、 同 步 Ｖ
Ｄ视
产
场
及 奇偶 场 标 识 信 号 Ｆ的 时 序关 系 如 图 ２所 示 。
２ ３ Ｆ ＧＡ 主 控 单 元 设 计
． Ｐ
图１ Ｓ ＳＩ
是 Ｄ— Ｄ 视频接 口½换 电路 的原理框 图。
２ １ Ｓ — ＤＩ 频 均衡 电路
． Ｄ Ｓ 视
理 论 上 ， 用 ７ 阻 抗 的 带 Ｂ Ｃ接 头 的 同 ½ 电 缆 来 传 输
采
５½
Ｎ
Ｓ ＳＩ
Ｄ— Ｄ 视频 ，Ｄ—Ｓ Ｉ
Ｓ
Ｄ 串行信号可 以传输长 达 ３０ ½．
５ ½通 常
在设计时 ， 惯采 用 加 拿 大 Ｇ ½ ½
习
½½ ½公 司推 出 的线 缆 均衡 器
Ｇ １２
Ｓ５ ４对 Ｓ Ｓ Ｉ
Ｄ— Ｄ 信号 进行 传输 损耗 补偿 ， 自动检测 线 缆
并
基金项 目：
½家 ８３高 技 术研 究 发展 计 划 资 助 项 目（０ ７ Ａ ２ １ ３
６
２０ Ａ ＩＺ１ ）
收 稿 日期 ：００— ３—３ 收 修 改 稿 日期 ：０ ０—０
２１ ０
０
２１
５—２
０
整个视频接 口½换 电路 中 ，
采用 ½ 成本 、
高性 ½ 的 Ｆ Ｇ
ＰＡ
（ Ｐ Ｃ Ｑ ４ Ｃ ） 为 主 控 芯 片 ， 完 成 以 下 功 ½ ： 统 上 电 后
Ｅ １６ ２０ ８ ½
并
系
Ｉ ½½ ½ ½ ½ ½½½½ ½ ½ ½ ½
½ ½½ ½½Ｔ½ ½ ½ ½½ Ｓ ½ ½
０½． ０１
½２ ０
数 ， 此运 算结 果 需 将 负 数 取 为 ０ 超 过 ２５ 的正 数 取 为 ２５
因
，
５
５。
场
这样做½然会引入误差 ，
½并 不½ 响图像显示效果 。
２ ３ ３ Ｓ Ａ 乒 乓缓 存 控 制单 元
． ． Ｒ Ｍ
场
该模块 的任 务是 协 调 两个 Ｓ Ａ 的读 写操 ½ ， 第一 块
ＲＭ
在
Ｓ Ａ 被写入 数 据 的 同时 ， 二 块 Ｓ Ｒ Ｍ 被 读 出数 据 以供
ＲＭ
第
ＤＡ
ＬＤ
Ｖ Ｓ发送模块 发送 。½第一块 Ｓ Ａ 存入完整 的一 帧图像数
Ｒ Ｍ
据（
包括 奇 、 两 场 ） ，
偶
后 两块 Ｓ Ａ 交 换 读 写操 ½ ， 一 块
Ｒ Ｍ
第
Ｓ Ａ 由被写人数据½变为被读 出数据 ，
ＲＭ
第二 块 Ｓ Ａ 由被读
ＲＭ
出数据½变为被写人数据 ，
½第二块 Ｓ Ａ 存入完整 的一帧图
Ｒ Ｍ
像数据 （ 括奇 、
包
偶两场 ） ， 次切换两块 Ｓ Ａ 的读写操 ½ ，
后 再
Ｒ Ｍ
如此循环 。乒乓缓存控 制模块 利用 了奇 偶场标 识信号 Ｆ及 同
步信号 Ｖ来完成对两个 Ｓ Ａ
Ｒ Ｍ控制器 的读写状态 的切换。
２ ３ ４ Ｓ Ｓ Ｉ 频 去 隔行 处 理 及 Ｃ ½ ½ ½½ 频 时序 控 制
． ． Ｄ— Ｄ 视
½ ½½Ｌ½ 视
行同步 Ｈ
Ｆ ½时 ．传 输 的 是 奇 场 （ 数 行 ）
＝
奇
，反 之为 偶 场 （ 数 行 ）
偶
；Ｖ＝
½时 ．为 场 消
隐状 态，反 之为场有效状态 ；Ｈ １
： 时，为行 消隐状态 ．反之为行有效状态
图 ２ Ｓ —Ｓ Ｉ视 频解 码 后 的 同步 时 序 图
Ｄ
Ｄ
首 先 完 成 对 Ｇ １６ Ａ工 ½ 寄存 器 的 配 ½ ； 成 对 视 频 数 据 的 色
Ｓ５ ０
完
½空 间½换及对 Ｓ Ａ 的乒乓缓存控制 ； 成对 Ｓ
Ｒ Ｍ
完
Ｄ—Ｓ Ｉ
Ｄ 视频
的去隔行处理 、 生 Ｃ ½ ½ Ｌ½
产
½ ½½ ½
½接 口协议的同步信号及 Ｌ Ｄ
Ｖ Ｓ
发送模块时序控制 。
图 ３是 在 Ｆ Ｇ 内 部设 计 的各 功 ½模 块 框 图 。
ＰＡ
为了同传统 的模拟 电视兼 容 ，Ｄ 接 口在传输 数字视 频时
ＳＩ
也采用分奇／ 场传输 ，
偶
即一帧 图像先传输所有 的奇数行 ½
即奇
数场 ） 然后传输所有 的偶数行 （
，
即偶 数场 ） 依 次循环 。因此 ，
，
½分场传输 的视频 同计算机显示 器 、
平板 电视等逐行 扫描的显
示设备接 口时，
必须 完成视 频 的去隔行 处理 ，
即将奇 偶场 合并
成 一帧 完整 的 图像 后 才½输 出， 则无 法完成 正确 的图像显
否
刀
。
设计 中 ，
采用 在 乒乓 操 ½时 跳跃 式 读取 Ｓ Ａ 来 完 成对
ＲＭ
ＳＩ
Ｄ 视频 的去隔行处理 。如 图 ４所示 ， 奇场数 据存储 区读取
在
第２
Ｎ＋１行 （ ＝ ， ， … ） 据 后 ， 跃 到 偶 场 数 据 存 储 区 读
Ｎ ０ １２ 数
跳
取第 ２
Ｎ＋２行 的数据 ，
然后再返 回奇场 数据存储 区读取第 ２
Ｎ
＋
３行数据 ，
接着再跳 跃到偶 场数据 存储 区读 取第 ２
Ｎ＋４行数
据，
如此循环 ，
直至读完一帧图像 数据 。
解 串器 Ｇ １６ Ａ对外提供 一个 Ｓ Ｉ Ｓ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
Ｓ５ ０
Ｐ （ ½½ ½ ½½ ½ —
½ Ｐ ½ ½ Ｉ½
½½）
½½ 总线控制接 口， 过 Ｓ Ｉ 口，
通
Ｐ接
主机对 Ｇ １６ Ａ 内部 的工
Ｓ ５０
½寄存器进行设½ ，
从而完成 对其 工½模式 的选择 。
在配½ Ｇ １６ Ａ工½ 寄存 器时 ，Ｐ Ａ首先写入 １ １
Ｓ ５０
ＦＧ
个 ６½
的½令字 （ Ｇ １６ Ａ的寄存器地址 ） Ｓ Ｉ
即 Ｓ５ ０
到 Ｄ Ｎ引脚 ，
然后 紧跟
着写入 １ １ 的控制 字 （
个 ６½
即设½ 相应 寄存器 的状 态值 ） 所
；
有对 Ｇ １６ Ａ的读 写访 问½ 是在 片选 Ｃ
Ｓ５０
Ｓ＝０及 外部提供 的 串
行同步时钟（
频率＿ ． ½ 条件下完成的。
厂
≤６ ６ＭＨ ）
图 ４ Ｓ 视 频 的去 隔 行 处 理 示 意 图
ＤＩ
色½空问 变换 模 块 的½ 用 是 将 Ｇ １６ Ａ解 码 器输 出 的
Ｓ５ ０
Ｙ ½½
Ｃ Ｃ 值½换成对应 的 Ｒ Ｂ值。 由于 ＩＵ—Ｒ Ｂ ．５
Ｇ
Ｔ
Ｔ ６６数据 流
采用 ４ ２ ２的 Ｙ ½ ½ 据格式 ，
：：
ＣＣ数
即相邻两个像素点 的色差分量
复用同一个 ½ 、 ½ ，
½ ½ 值 因此 在 色 ½空 间 变换 时 ，
必须 先 将 Ｙ
／
Ｃ ／ ½由４ ２ ２变为 ４ ４ ４的格式 ，
½Ｃ
：：
：：
½每个 像素 的 Ｙ Ｃ ／ ½
／ ½ Ｃ 值
由于 电路仅通过简单 的存储控 制 ，
避免 了复杂 的去 隔行算
法处理 ，
½得 Ｆ Ｇ
Ｐ Ａ硬件资源的消耗达到了最小化。
去隔行处理完成 了视频 以 Ｃ ½ ½ Ｌ½
½ ½½ ½½接 口传输要求 的数
据组织方式 ，
为½ Ｓ Ｓ Ｉ
Ｄ— Ｄ 视频通过 Ｃ ½ ½ ½½接 １输 出，
½ ½½Ｌ½
３
还
必须产生符合该 协议要 求 的帧 同步信 号 Ｆ½ ½和行 同步信 号
½½
Ｌ½ ，
½½这些信 号是 由 Ｇ １６ Ａ输 出的奇／ 场标识 Ｆ 场 同步 Ｖ
Ｓ５ ０
偶
、
及 行 同 步 Ｈ来 控 制产 生 的 。
３ 方 案 验 证 及 实 验 结 果
系统方案的验证方法如图 ５ 示。
所
独立开来 ，
然后再½换成独立 的 Ｒ Ｂ值。½换公式 如下 ：
Ｇ
－
１ ．
７９
４５
由于 在 Ｆ Ｇ 中进 行 浮 点 运 算 比较 困难 ， 此 需 将 上 式 中
ＰＡ
因
的各 个 系 数 变 换 成 整 数 后 再 进 行 运 算 ， 法 是 先 将 各 个 系 数 放
方
大 １２
４倍 ， 出最 后 的 Ｒ、 Ｂ 结 果 后 再 除 以 １ ２ ， 式 （ ）
０
得
Ｇ、
４如
０
２
器蓬
星
机
＝＝＝ ＞
ＬＤ
Ｖ Ｓ流
［ ＝２ —½＋；６
。【 ０１Ｊ】－：
Ｒ ２１
½ ４
× ０ ４ ［３½
Ｙ
３： １
½？
６ ８
７
（）
２
图 ５ 方 案 验证 方 法示 意 图
采用 Ｄ Ｒ一 ０ ０ Ｌ型摄像机采集现实景物 ，
Ｓ ６０ Ｐ
相机输 出符合
ＩＵ—Ｒ Ｂ ．５
Ｔ
Ｔ ６ ６协议 的 Ｓ
Ｄ—Ｓ Ｉ
Ｄ 视频 流经 同½ 电缆传 输 至视
频½换 电路 ；
在将 Ｓ Ｉ串行 视频 数据 ½换 为 Ｃ ½ ½ ½½接 口
Ｄ
½ ½½Ｌ½
视频后 ， Ｃ ½ ½ ½½ 缆将之传输 至 Ｐ
由 ½ ½½Ｌ½ 线
½机上 的图像 采集卡
Ｄ Ｒ Ｅ ½½½Ｃ １０，由采集卡完成对 Ｃ ½½Ｌ½
Ｖ ½½½ Ｌ ６
½ ½视频 的采集
½ ½ ½
设 计 时 ， 用 Ｍ½½Ｃ ½ 的 Ｉ
调
½ ½½中
Ｐ核 Ａ Ｔ Ｌ ＿ Ｄ 来 完 成
Ｌ ＭＵ Ｔ Ａ Ｄ
Ｙ Ｃ／ ½
／ ½ Ｃ 的乘加运算 ， 到的结 果加 上常 数项 后右移 １
得
０½ 完
成除法 运算 ，
得到最后的 Ｒ Ｂ值 。由于 Ｒ、 Ｂ均为 ８½ ，
Ｇ
Ｇ、
取值
范围为 ０到 ２ ５ 而运算过程 可½会生成 负数和超过 ２ ５的正
５，
５
第 １
０期
祁超等 ： 于 Ｆ Ｇ
基
Ｐ Ａ的 Ｓ Ｓ Ｉ
Ｄ— Ｄ 视频½换接 口的设计
６
５
并在计算机显示终端实时显示 。
如 图 ６所 示 ，在 Ｄ Ｒ Ｅ ½½½Ｃ １０图像 采 集 卡 的控 制
Ｖ ½½½ Ｌ ６
界 面上 ，采 集 卡 清 晰 地 检 测 到 画 面 大 小 为 ７ ０×５ ６ 帧 频
２
７、
２ ½ 的视频 图像 ，这 与 Ｓ
５½½
Ｄ—Ｓ Ｉ
Ｄ 视频 流 的格式 特征 完 全 吻
合。
由此 可 见 ，
整个 Ｓ
Ｄ—Ｓ Ｉ 频 ½ 换 接 口电 路 的 设 计 是 可 行
Ｄ 视
的 ， 到 了 预期 的设 计 目的 。
达
４ 结 束 语
由于 采 用 了现 场 可 编程 芯 片 Ｆ Ｇ 整 个 系 统 设 计 灵 活 ，
Ｐ Ａ，
集
成度高 ，
不仅 实现了 Ｓ
Ｄ—Ｓ Ｉ 口视频 到 Ｃ ½ ½ ½
Ｄ接
½ ½½Ｌ½
½视频 的
接 口½换 ，
而且电路采用的去隔行处 理算法 仅通过简单 的存储
控制，
简单 可靠 ，
避免 了在 Ｆ Ｇ 内部 进行 复杂 的算 法处理 ，
ＰＡ
以
较少的 Ｆ Ｇ
Ｐ Ａ硬件资源完成 了高质量 的视 频接 口½ 换 ，
具有很
½的工程实用性 。
参考文献 ：
［ ½ Ａ Ｓ ＭＰ Ｅ一 ５ Ｍ． Ｍ ＇Ｅ Ｓ½½½ ½ ½½½½ ½½½ ½Ｄ½
１ Ｎ ＵＳ Ｔ ２ ９ Ｓ Ｆ ½ ½½½ ½½ ½ Ｂ½ ½ ½ ½
Ｔ
½
½Ｔ
½½ —½ —
½ ½Ｉ ½½½ ½ ½ ½Ｓ ½ ½½ ½ Ｄ½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½½ ， ９ ３．
½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ — ½ ½ ½ Ｔ½½ ½½ ½ Ｓ½ ½½½ １ ９
½
½
½ ½
［ ½ Ｉ½—Ｒ Ｂ ６ ６— ．½½ ½½ ½Ｄ½ ½ Ｃ ½½½½ ½½ ½½½ ½
２ Ｔ
Ｔ ５ ４ Ｉ½ ½½ ½½½ ½ ½½½ ½½Ｓ½ ½
½
½
½
½
½
Ｖ
½½
５ ５ 一 ½ ½ ½ ½ ６ ５一½ ½ Ｔ ½½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ２： ½ ½ ½ ½
２
½ ½ ２
½
½ ½ ½ ½½½ Ｓ ½½ ½ ½４： ２ ½½ ½
½
½
½ Ｒ½ —
½
½½½ ½ ½ ½ ½ Ｕ— Ｔ． ０１， ９ ８
½ ½ ½ Ｔ ＲＢ ６
½
１９ ．
［ ½ Ｇ Ｎ Ｍ Ｃ ½½½½ ． Ｓ ５０ ／ Ｓ ５ １½Ｄ ＬＮ Ｉ ½½ ½½Ｄ —
３ Ｅ ＮＵ ½½½½ ½ Ｇ １６ Ａ Ｇ １６ ½ ・Ｉ ＸＩ Ｄ ½— ½ ½
½
Ｒ
½ ½½½½ ½ ½ ½ ， ０ ９．
½ ½½ ½Ｄ½ ½ Ｓ ½ ½ ２ ０
½
［ 林沂杰 ， 丰，
４½
文
翟成瑞．
基于 Ｆ Ｇ
Ｐ Ａ的采样 率可编程多路数据采集
系统．
仪表技术与传感器 ，０ ８ ２ ：０— ３
２ ０ （ ）２ ２ ．
［ ½ 赵东方 ，
５
李雄 ，
于心亮 ， 基 于 Ｆ Ｇ
等．
Ｐ Ａ的数 字视频½ 换接 口的设
计与实现．
电子产品世界 ，０ ７ １ ：３— ５
２ ０ （０）４ ４ ．
［ 夏 宇 闻． ½½½ＨＤ
６½
Ｖ ½½ Ｌ数字 系统 设计教 程．
½
北京 ： 京航空航 天大
北
学 出 版 社 ，０ ３
２０ ．
½ 者 简 介 ： 超 （９ ３ ） 硕 士 研 究 生 ， 要 研 究 Ｓ ／
祁
１８ 一 ，
主
Ｄ ＨＤ —Ｓ Ｉ图像 采
Ｄ
图 ６ Ｓ —Ｓ 视 频 ½ 换 后 的 显 示 效 果
Ｄ
ＤＩ
集 系统 。Ｅ ½½ ：½６５ １６ ½½
． ½ ½½２ ＠ ２ ．½
½
（ 接第４
上
４页 ）
０
＋５Ｖ
—
—
½ 一 ［
０
５
Ｌ
—
—
—
ＶＣＣ Ａ
Ｊ —— －－
１
½
∞
Ｌ
广—
ＲＢ
Ｏ
Ｚ
＋
５Ｖ
＋
５Ｖ
２
ＲＸ
ＤＩ
Ｉ
½
Ｃ
．
．
．一
【
＝ 二二 ½ Ｏ
＿
Ｖ
Ｇ ＤＹ
Ｎ
ＭＡＸ３ ８
０７
½½
／½
Ｉ½
（）数 字 信 号 １
½
图 ５ ＲＳ一４２接 口 电路 图
２
特率 ，
经多 次测 试 ，０ 长 线 传 输 的最 高 无 误 码 波 特 率 为
３０½
３ ７５
． Ｍ Ｂ½½ ．
½／½
表 ４ 异 步 串行 通 信 帧 格 式
½ ½
０
ＤＯ
Ｄ１
Ｄ２
Ｄ３
Ｉ
Ｍ
Ｄ５
Ｄ
６
Ｄ７
１
（）数 字 信 号 ２
½
图 ６ 图 ７为通过上½机½件描绘 的模 拟量和数字量波½ 。
、
½
图 ７ 数 字 量 波 ½ 还 原
分 段 多 次 采 集 ， 分 利 用 了 Ｆ½½的 芯 片 资 源 。利 用 Ｕ Ｂ 接 口
充
½
½
Ｓ
可实现数据 的高 速传 输 ， 容性 强 ， 分利 用 了微 机 的 资源 。
兼
充
３ ０½
０
½的长线 传输 ½力扩 大 了设 备 的½ 用范 围。实践证 明 ：
系
０７
．５
１５
．１
２２
．６
½ ½
／
½
３Ｏ
．２
３７
７
４５
２
统不仅 ½积小 、 耗½ 、
功
成本 ½ ，
而且 还具 有½ 用灵 活方 便 、
通
用性强 、
便于维护 与改进 等 特点 ，
已经 在某次 航天 试验 中得 到
实 际应 用 。
参考文 献 ：
（）模 拟 信 号 １
Ｓ
１
Ｏ０
７６
．
兰５
．
０
２．
５
Ｏ
０７
．５
１５
．１
２２
６
½½ ½
／
３Ｏ
．２
３７
．７
４５
．２
［ ½ 张文栋 ．
１
存储测试 系统 的设计理论及其应用． 京 ：
北
高等教育 出版
社 ．０ ２
２０．
（）模 拟 信 号 ２
½
［ ½ 郭 四稳 ，
２
古乐 野． 通道 大容量 高速 数据 采集 系统．
多
四川大 学学
报 ，０ １３ （ ）２ ３ ．
２０ ，８ １ ：９— ２
图 ６ 模 拟 ■ 波 ½ 还 原
６ 结束 语
［ ½ 朱明程 ，
３
孙普．
可编 程逻辑 系统的 Ｖ Ｄ
Ｈ Ｌ设计技 术．
江苏 ： 南大
东
学 出 版 社 ，９ ８
１９ ．
文 中主要设 计 了基于 Ｆ Ｇ
Ｐ Ａ的遥测 信号及 实 时信 噪 比数
据采集系统 ，
系统 利用 了多块 Ｆ½½对多 种混合 信 号进行 高速
½
½
同步 采 集 。设 计 了 通 过 Ｆ½½的 上 电 自检 ， 进 行 Ｆ½½芯 片 的
½
½
来
½
½
½者简介 ：
高杰（ ９５ ） 在读研 究生 ，
１８ 一 ，
主要研究 动态测试技术 。
Ｅ— ½：½½ １ ３ ２ ＠ ½ ½ ½ ½
½½ ½ ½½ ２ １ ３ ½ ． ½
½
½
½
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