In de afgelopen jaren zijn digitale videobewakingssystemen op grote schaal gebruikt in verschillende gebieden, zoals banken, snelwegen en gebouwen. In digitale videobewakingssystemen is OSD-technologie (On Screen Display) een onmisbaar onderdeel. OSD biedt gebruikers een gebruiksvriendelijke mens-machine-interface, waardoor gebruikers meer aanvullende informatie kunnen verkrijgen.
1. Systeemsamenstelling
Het systeem dat in dit artikel wordt geïntroduceerd, is een compleet videobewakingssysteem op basis van TI DSP TMS320DM6? 3 en FPGA. Het ondersteunt 1 kanaal voor video-invoer en 1 kanaal voor video-uitvoer en biedt ook een netwerkinterface.
Video-invoer wordt gerealiseerd door TI's kosteneffectieve videodecoder TVP5150A. TVP5150A kan de verzameling van twee composietvideo-ingangen of één S-video-videosignaal realiseren. Het register is geconfigureerd via I2C en het digitale video-uitgangssignaal volgt de ITU656-standaard.
Het digitale videosignaal gedecodeerd door TVP5150A wordt verzonden naar de DSP via de videopoort 1 van DM6? 3, en de noodzakelijke videoverwerking wordt uitgevoerd door de DSP en vervolgens uitgevoerd naar het externe apparaat via de netwerkinterface. Aan de andere kant, na DM6? 3 verwerkt de videogegevens die van het netwerk zijn ontvangen, het wordt weergegeven en uitgevoerd door SAA7105 via videopoort 2 via FPGA.
Het uitvoergedeelte wordt gerealiseerd door SAA7105. SAA7105 is een krachtige video-encoder van NXP Company, die composiet video-uitgang, VGA-video-uitgang en HDTV high-definition videosignaaluitgang kan leveren. De besturing van SAA7105 wordt ook gerealiseerd via I2C en ontvangt het digitale videosignaal van de composiet ITU656-standaard.
Het videoverwerkingsgedeelte gebruikt TI's DSP TMS320DM6 3 om te realiseren. De hoofdfrequentie van DM6-3 kan 600 MHz bereiken en er zijn twee 20-bits videopoorten. De videopoorten ondersteunen digitale video-interfaces zoals BT.656 en Y/C. DM6?3 integreert ook netwerk-MAC om netwerktoegang te realiseren.
De ontwikkelingssnelheid van hardwareprestaties is altijd moeilijk om aan de behoeften van software te voldoen. In de steeds complexere toepassingen van videoverwerking is DSP verantwoordelijk voor complexe videoverwerkingstaken en worden de middelen erg krap. Daarom wordt bij het ontwerp van dit systeem FPGA gebruikt om het ontwerp van OSD te realiseren, wat de last van DSP kan verminderen.
Het OSD-implementatiegedeelte maakt gebruik van Xilinx's XC3S250E. XC3S250E is een Xilinx SPARTAN-3E-serie FPGA met 250,000 logische poorten.
2. OSD-implementatie
SAA7105 kan de OSD-functie niet realiseren, maar wordt gerealiseerd door de XC3S250E. De belangrijkste controle-chip DM6? 3 hoeft alleen de FPGA te informeren over de inhoud en positie die moet worden weergegeven, en het specifieke werk wordt door de FPGA uitgevoerd. Het logische blokschema van OSD wordt getoond zoals in Fig. 2.
OSD FPGA ontvangt OSD-gegevens en besturingsinstructies van DSP DM6 3 via EMIFA, ontvangt videogegevens via DSP-videopoort 1 en plaatst OSD-informatie op de videogegevens en voert deze uit naar de video-encoder SAA7105. De functionele modules van OSD worden als volgt beschreven.
De datapoort van de adresdecoderingsmodule is gekoppeld aan de lage 32-bits gegevens van EMIFA van DSP DM6 3, en ontvangt de gegevens en besturingsinformatie verzonden door DM6 3. Deze gegevens en besturingsinformatie zijn de originele 32-bits gegevens verzonden door DM6 3. De adresdecoderingsmodule zet de ontvangen OSD-gegevens, zoals de inhoud van de OSD, in de interne FIFO van de FPGA in een 32-bits gegevensformaat. De besturingsinformatie wordt voornamelijk gebruikt om de OSD te besturen via een set besturingsregisters.
Er is ook een video-interfacemodule die rechtstreeks op de DSP is aangesloten. De video-interfacemodule is aangesloten op de videopoort 2 van de DSP en slaat de gegevens en besturingsinformatie van de DSP-videopoort op. Deze besturingsinformatie wordt rechtstreeks verzonden naar de OSD-meerkanaalsbesturingsmodule en de besturingsinformatie bestuurt ook rechtstreeks de videodecoder SAA7105.
De OSD-besturingslogica voert de besturingsinformatie uit die is verkregen van de besturingsregistergroep naar elke functionele module van de OSD om de besturing van de OSD te realiseren. De registergroep is hoofdzakelijk verdeeld in twee delen: de ene is de asynchrone registergroep, die besturingsinformatie zoals reset, OSD inschakelen en gegevensbreedte naar de OSD verzendt; de andere is de synchrone registergroep, die voornamelijk de positie-informatie van de OSD bestuurt.
De OSD-decoderingsmodule haalt de gegevens die moeten worden weergegeven uit de FIFO volgens de besturingsinformatie van de besturingslogica en voert deze uit naar de OSD CLUT-module in synchronisatie met de videogegevens. De gegevens verkregen van de FIFO zijn de originele DSP 32-bits gegevens, en de gegevens die vereist zijn door de OSD CLUT-module zijn 8/16-bits, dus de OSD-uitpakmodule moet de 32-bits gegevens uitpakken volgens de frequentie van de videopoort. De 32-bits gegevens worden verzonden naar de OSD CLUT-module met een breedte van 8/16.
Een andere functie van de FIFO-module is het overdragen van FIFO-statusinformatie naar de DMA-gebeurtenisgeneratormodule, zoals FIFO vol of FIFO leeg. De DMA-gebeurtenisgenerator bewaakt deze gebeurtenissen en als ze zich voordoen, worden ze naar DM6 gestuurd? 3 in een onderbrekingsmodus om correcte lees- en schrijfbewerkingen naar de FIFO te verkrijgen.
De OSD CLUT-module zoekt naar de corresponderende waarde van YCbCr voor de gegevens van elke pixel die is ontvangen van de OSD-uitpakmodule en regelt de uitvoervolgorde van deze OSD CLUT-gegevens. Deze conversierelatie wordt verzonden door de DSP via de 24-bits datapoort. De gegevens van de OSD CLUT-module worden rechtstreeks uitgevoerd naar de OSD-meerkanaalscontrollermodule.
De OSD-meerkanaalsbesturingsmodule bepaalt de video-uitvoergegevens volgens de Alpha-besturingsbit die is ontvangen van de OSD CLUT-module. Als de huidige OSD-informatie, dat wil zeggen de Alpha-besturingsbit, geldig is, voert het de OSD-gegevens uit naar de gegevensconversiemodule. Voer anders de originele videogegevens uit die zijn ontvangen van de video-interfacemodule om de OSD-functie te realiseren.
De gegevensuitvoer door de OSD-meerkanaalscontroller wordt niet rechtstreeks naar de videodecoder verzonden, maar via de gegevensconversiemodule wordt, in overeenstemming met specifieke toepassingsomstandigheden, de noodzakelijke conversie van het gegevensformaat uitgevoerd. Uit de interface-timing van SAA7105 blijkt dat wanneer SAA7105 is geconfigureerd voor composietvideo-uitvoer, de vereiste gegevens enkelvoudige klokrandgegevens zijn. Op dit moment doet de gegevensconversiemodule geen werk en worden de gegevens die zijn ontvangen van de OSD-meerkanaalsbesturingsmodule intact verzonden. Voor SAA7105; als SAA7105 is geconfigureerd in VGA- of HDTV-uitvoermodus, zijn dubbele klokrandgegevens vereist. Op dit moment converteert de dataconversiemodule de enkele klokrandgegevens die zijn ontvangen van de OSD-controller naar dubbele klokrandgegevens en voert deze uit naar de videodecoder SAA7105.
Het is te zien dat FPGA al het werk van OSD heeft voltooid. Als u de OSD-inhoud wilt weergeven, DM6? 3 hoeft alleen besturingsinstructies naar de FPGA te sturen via de EMFIA-poort. Deze instructies bevatten natuurlijk de inhoud en locatie-informatie van de OSD.
3. OSD-besturing
Het OSD-ontwerp dat door de XC3S250E is geïmplementeerd, voert OSD-weergave uit op basis van de ontvangen OSD-locatie en inhoudsinformatie, zonder enige beperking op de inhoud die wordt weergegeven door de OSD, wat zeer flexibel en handig is. Het volgende neemt de weergave van Chinese tekens in OSD als voorbeeld om de bediening van OSD te illustreren.
Om Chinese karakters correct weer te geven, moet de ingevoerde interne code van Chinese karakters worden omgezet in de corresponderende locatiecode. Voor deze functie gebruiken we de functie Uint32 Code_Converse(unsigned char *CodeNPointer), waarvan de invoer een pointer is, die wijst naar het Chinese teken dat moet worden omgezet. De retourwaarde is de locatiecode die overeenkomt met het Chinese teken. OSD-weergave wordt gerealiseerd door de functie OSDHZ?isplay:
ongeldig OSDHZ_ Display{
Uint8 *pFrame
Uint32 toonhoogte
OSDUTIL_Point* lok
Uint32 CodeQ
OSDHZ?ont *lettertype
Uint8 fgColor
Uint8 bgKleur
}
Onder hen is Uint8 *pFrame de bufferbuffer voor OSD-uitvoer; Uint32-pitch is de pixelwaarde die in elke regel wordt weergegeven; OSDUTIL_Point *loc is de weergavepositie van het eerste teken; Uint32 CodeQ is het netnummer om Chinese karakters weer te geven; OSDHZ?ont * lettertype is het lettertype dat wordt gebruikt om Chinese karakters weer te geven; Uint8 fgColor geeft de voorgrondkleur van Chinese karakters weer; Uint8 bgColor geeft de achtergrondkleur van Chinese karakters weer.
Daarom, als u Chinese karakters moet weergeven, hoeft u alleen de Chinese karakters te converteren naar het benodigde codesysteem en vervolgens het geconverteerde netnummer uit te voeren naar de OSD FPGA. Om Chinese karakters weer te geven, is de bibliotheek met Chinese karakters natuurlijk onmisbaar.
Onze andere producten:
