視頻編解碼傳輸模塊zjnle

1、出售視頻編解碼模塊一、工作原理：常見(jiàn)的電視信號(hào)制式是PAL和NTSC，另外還有SECAM等。NTSC即正交平衡調(diào)幅制。PAL為逐行倒像正交平衡調(diào)幅制。PAL電視標(biāo)準(zhǔn)，每秒25幀，電視掃描線為625線，奇場(chǎng)在前，偶場(chǎng)在后，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化PAL電視標(biāo)準(zhǔn)分辨率為720*576, 24比特的色彩位深，畫(huà)面的寬高比為4：3, PAL電視標(biāo)準(zhǔn)用于中國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)。NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)，每秒29.97幀（簡(jiǎn)化為30幀），電視掃描線為525線，偶場(chǎng)在前，奇場(chǎng)在后，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)分辨率為720*486, 24比特的色彩位深，畫(huà)面的寬高比為4：3。NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)用于美、日等國(guó)家和地區(qū)。NTSC制屬

2、于同時(shí)制，是美國(guó)在1953年12月首先研制成功的，并以美國(guó)國(guó)家電視系統(tǒng)委員會(huì)（National Television System Committee）的縮寫(xiě)命名。這種制式的色度信號(hào)調(diào)制特點(diǎn)為平衡正交調(diào)幅制，即包括了平衡調(diào)制和正交調(diào)制兩種，雖然解決了彩色電視和黑白電視廣播相互兼容的問(wèn)題，但是存在相位容易失真、色彩不太穩(wěn)定的缺點(diǎn)。NTSC制電視的供電頻率為60Hz，場(chǎng)頻為每秒60場(chǎng)，幀頻為每秒30幀，掃描線為525行，圖像信號(hào)帶寬為6.2MHz。采用NTSC制的國(guó)家美國(guó)、日本等國(guó)家。PAL制是為了克服NTSC制對(duì)相位失真的敏感性，在1962年，由前聯(lián)邦德國(guó)在綜合NTSC制的技術(shù)成就基礎(chǔ)上研制出來(lái)

3、的一種改進(jìn)方案。PAL是英文Phase Alteration Line的縮寫(xiě)，意思是逐行倒相，也屬于同時(shí)制。它對(duì)同時(shí)傳送的兩個(gè)色差信號(hào)中的一個(gè)色差信號(hào)采用逐行倒相，另一個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行正交調(diào)制方式。這樣，如果在信號(hào)傳輸過(guò)程中發(fā)生相位失真，則會(huì)由于相鄰兩行信號(hào)的相位相反起到互相補(bǔ)嘗作用，從而有效地克服了因相位失真而起的色彩變化。因此，PAL制對(duì)相位失真不敏感，圖像彩色誤差較小，與黑白電視的兼容也好，但PAL制的編碼器和解碼器都比NTSC制的復(fù)雜，信號(hào)處理也較麻煩，接收機(jī)的造價(jià)也高。由于世界各國(guó)在開(kāi)辦彩色電視廣播時(shí)，都要考慮到與黑白電視兼容的問(wèn)題，因此，采用PAL制的國(guó)家較多，如我國(guó)、德國(guó)、新加坡、

4、澳大利來(lái)等。不過(guò)，仍須注意一個(gè)問(wèn)題，由于各國(guó)采用的黑白電視標(biāo)準(zhǔn)并不相同，即使同樣提PAL制，但在某些技術(shù)特性上還會(huì)有差別。PAL制電視的供電頻率為50Hz、場(chǎng)頻為每秒50場(chǎng)、幀頻為每秒25幀、掃描線為625行、圖像信號(hào)帶寬分別為4.2MHz、5.5MHz、和5.6MHz等。視頻編解碼模塊所使用的視頻解碼芯片是TVP5150，它是TI公司生產(chǎn)的一款低功耗視頻解碼芯片，它可以將NTSC、PAL或SECAM制式的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成8位ITUR BT.656格式的數(shù)字信號(hào)，并可以輸出獨(dú)立的行同步和場(chǎng)同步以及數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)等。TVP5150解碼器可以把輸入的模擬視頻信號(hào)按照YCbCr4:2:2的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，

5、它同時(shí)還支持復(fù)合視頻和S端子視頻輸入。在TVP5150內(nèi)部，有一個(gè)9位2倍采樣的ADC；有一個(gè)4線自適應(yīng)梳狀濾波器，可以同時(shí)對(duì)亮度和色度信號(hào)進(jìn)行濾波，以削弱這兩個(gè)信號(hào)之間的相互影響。總體來(lái)說(shuō)，TVP5150具有如下特性：Ø 支持NTSC、PAL和SECAM視頻制式輸入Ø 支持標(biāo)準(zhǔn)ITU-R BT.601采樣Ø 擁有一個(gè)高速9位ADCØ 支持兩路復(fù)合視頻或一路S視頻輸入Ø 具有嵌位和自動(dòng)增益控制的全差分CMOS模擬預(yù)處理通道，可以獲取最好的信噪比Ø 超低功耗，僅115mWØ 通過(guò)IIC接口，可以控制亮度、對(duì)比度、飽和度、色度和

6、銳度Ø 輔助的4線自適應(yīng)梳狀濾波器可以削弱亮度和色度信號(hào)之間的影響Ø 視頻輸出模式可以是ITU-R BT.656，8位4:2:2模式或8位4:2:2行場(chǎng)同步分離模式基于上述特性，該芯片在數(shù)字電視、PDA、筆記本電腦、手機(jī)、視頻錄像/播放器、手持游戲機(jī)等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。下圖是其功能框圖。 視頻解碼芯片功能框圖有關(guān)TVP5150的更多資料及其內(nèi)部相關(guān)寄存器的配置等請(qǐng)參閱相關(guān)的數(shù)據(jù)手冊(cè)。視頻編解碼模塊所使用的視頻編碼芯片是ADI公司生產(chǎn)的ADV7171，它可以將CCIR-601 4:2:2的8位或16位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬電視信號(hào)，即可以輸出PAL制式，也可以輸出NTSC制

7、式。它既可以作為從模式，接收外部的時(shí)鐘信號(hào)、行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，也可以作為主模式，輸出時(shí)鐘、行場(chǎng)同步等時(shí)序信號(hào)。該芯片的工作僅需要一個(gè)27MHz的晶振便可（如果要輸出正象素，則需要29.5MHz的時(shí)鐘）。ADV7171的配置也是通過(guò)IIC接口完成的，通過(guò)該接口，CPU可以設(shè)置其工作在不同的模式、不同的載頻方式下。對(duì)于PAL制式和NTSC制式，只需要在27MHz的時(shí)鐘下，輸入滿足CCIR-656標(biāo)準(zhǔn)的YCbCr 4:2:2的數(shù)據(jù)便可。當(dāng)然，除了可以輸出標(biāo)準(zhǔn)制式的視頻模擬信號(hào)外，ADV7171還可以輸出RGB信號(hào)，滿足標(biāo)準(zhǔn)的VGA顯示器顯示。在ADV7171內(nèi)部有4個(gè)10位的高速DAC，可以輸

8、出復(fù)合視頻+RGB視頻、復(fù)合視頻+YUV視頻以及兩路復(fù)合視頻+色度和亮度信號(hào)，當(dāng)然，每一個(gè)DAC都可以將其設(shè)置為掉電模式，以降低芯片功耗?？偠灾?，該芯片具有如下特性：Ø 支持ITU-R BT601/656 YCbCr格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換Ø 內(nèi)部集成有高性能的10位DACØ 可以輸出NTSC、PAL等制式Ø 僅需一個(gè)27MHz的晶振便可實(shí)現(xiàn)整個(gè)視頻編碼Ø 高達(dá)80dB的視頻信噪比Ø 內(nèi)部32位寄存器直接控制色彩載波頻率Ø 多標(biāo)準(zhǔn)視頻輸出：復(fù)合視頻、S端子視頻、YUV、RGB等Ø 視頻輸入數(shù)據(jù)支持CCIR-656 4:2:

9、2 8位并行輸入或4:2:2 16位并行輸入基于上述特性，該芯片在高性能DVD回放系統(tǒng)、便攜式視頻播放器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、電腦、機(jī)頂盒等領(lǐng)率得到了廣泛地應(yīng)用。下圖是其功能框圖。視頻編碼芯片功能框圖有關(guān)ADV7171的更多資料及其內(nèi)部相關(guān)寄存器的配置等請(qǐng)參閱相關(guān)的數(shù)據(jù)手冊(cè)。二、電路原理圖： 在視頻編解碼模塊上，位于模塊右邊的J1接口為CLK選擇接口，用跳線來(lái)進(jìn)行選擇，當(dāng)跳線位于上方時(shí)，CLK為FPGA產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，跳線跳到下方時(shí)為模塊27M晶體產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)。在模塊的左方有三個(gè)跳線用來(lái)選擇VGA輸出信號(hào)。當(dāng)三個(gè)跳線放至ENCODE端時(shí)，VGA輸入的信號(hào)來(lái)自ADV7171芯片的DAC輸出信

10、號(hào)。當(dāng)三個(gè)跳線放至FPGA端時(shí)，VGA輸入信號(hào)來(lái)自FPGA。 三、模塊接口定義： 用戶的控制模塊通過(guò)視頻編解碼模塊右邊的40芯插座與視頻編解碼的控制信號(hào)連接。在視頻編解碼模塊的右邊的I/O插座上標(biāo)明了1號(hào)引腳和40號(hào)引腳，1號(hào)引腳的右邊這2號(hào)引腳，下面為3號(hào)引腳，依次推至40號(hào)引腳。其信號(hào)定義如下表：排線座引腳號(hào)符號(hào)狀態(tài)功能說(shuō)明1VCC-邏輯電源+5V2VCC-邏輯電源+5V3GND-邏輯地4GND-邏輯地5NC-未接信號(hào)6VD-PCK1輸出5150芯片時(shí)鐘輸出7VD-RESET輸入編、解碼復(fù)位信號(hào)8VD-BLK輸入5150芯片控制信號(hào)9VD-AVID輸出5150芯片控制信號(hào)10VD-HS1輸

11、出5150芯片控制信號(hào)11VD-VS1輸出5150芯片控制信號(hào)12IIC-SDA三態(tài)編、解碼芯片控制信號(hào)13IIC-SCL輸入編、解碼芯片控制信號(hào)14YOUT0輸出5150解碼信號(hào)輸出15YOUT1輸出5150解碼信號(hào)輸出16YOUT2輸出5150解碼信號(hào)輸出17YOUT3輸出5150解碼信號(hào)輸出18YOUT4輸出5150解碼信號(hào)輸出19YOUT5輸出5150解碼信號(hào)輸出20YOUT6輸出5150解碼信號(hào)輸出21YOUT7輸出5150解碼信號(hào)輸出22VD-PCK2輸入7171芯片時(shí)鐘輸入23YIN7輸入7171編碼芯片信號(hào)輸入24YIN6輸入7171編碼芯片信號(hào)輸入25YIN5輸入7171編碼

12、芯片信號(hào)輸入26YIN4輸入7171編碼芯片信號(hào)輸入27YIN3輸入7171編碼芯片信號(hào)輸入28YIN2輸入7171編碼芯片信號(hào)輸入29YIN1輸入7171編碼芯片信號(hào)輸入30YIN0輸入7171編碼芯片信號(hào)輸入31VD-HS2輸入7171芯片控制信號(hào)32VD-VS2輸入7171芯片控制信號(hào)33VD-BLANK輸入7171芯片控制信號(hào)34B輸入VGA輸入B信號(hào)35G輸入VGA輸入G信號(hào)36R輸入VGA輸入R信號(hào)37-40NC-未接任何信號(hào)四、安裝說(shuō)明：與SOPC-NIOSII FPGA開(kāi)發(fā)板的連接安裝：在SOPC-NISOII FPGA開(kāi)發(fā)板的右上方有一個(gè)40芯的擴(kuò)展插針，將視頻編解碼模塊與外

13、部模塊連接的40芯的插座與之相連接即可。連接時(shí)，將視頻編解碼模塊的40芯的插座的1號(hào)引腳與開(kāi)發(fā)板的擴(kuò)展插針的1號(hào)引腳對(duì)應(yīng)，其它引腳也均對(duì)應(yīng)插入，將其二者按緊，保證二者的連接。視頻編解碼模塊的控制信號(hào)與SOPC-NIOSII FPGA開(kāi)發(fā)板（EP1C12、EP2C35核心板）中的FPGA的IO連接如下表所示：信號(hào)名稱EP1C12 IO接腳EP2C35 IO接腳信號(hào)說(shuō)明FPGA開(kāi)發(fā)板視頻解碼模塊（5150）VD-PCK1D10H17VD-RESETC17A16與7171共用VD-BLKC10E18VD-AVIDE17F13VD-HS1D9H16VD-VS1D18B17IIC-SDAC9E20與7171共用IIC-SCLL7F14與7171共用YOUT0D8G17YOUT1E16A17YOUT2C8E19YOUT3G6F15YOUT4D7G16YOUT5H6B18YOUT6D20YOUT7H7FPGA開(kāi)發(fā)板視頻編碼模塊（7171）VD-PCK2E7M15YIN7H5A18YIN6C6D19YIN5F7L7YIN4D6H21YIN3F6B19YIN2C5C20YIN1E10M8YIN0E6G11VD-HS2E8A19與VGA共用VD-VS2D5C19與VGA共用VD-BLANKF12M7FPGA開(kāi)發(fā)板VGA輸出BG13B20GE11H11R