视频信号处理芯片中格式转换模块的设计与实现

天津大学硕士学位论文视频信号处理芯片中格式转换模块的设计与实现姓名：王南飞申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：姚素英20070101视频信号处理芯片中格式转换模块的设计与实现作者：王南飞学位授予单位：天津大学相似文献(10条)1.学位论文杨胜龙视频信号处理芯片验证平台的设计与实现2007视频信号处理芯片解决了视频输入源同目标显示设备之间的制式匹配问题，已成为各类显示设备中不可或缺的关键芯片。本文详细介绍了基于FPGA实现的视频信号处理芯片验证平台的设计过程。该平台主要具有两个功能，一是作为验证平台来测试我们自主研发的视频信号处理芯片的功能正确性；二是作为基于FPGA实现的液晶电视显示系统解决方案。验证平台总体设计方案以包含视频算法的FPGA为核心。首先模拟视频信号经过视频解码处理生成标准格式的数字视频信号输出到FPGA，经过FPGA去隔行、尺寸缩放、帧频提升等算法模块处理后输出24位的RGB信号，接着显示控制芯片把FPGA输出的RGB信号转换成液晶面板要求的图像显示格式，最后通过LVDS接口器件输出到液晶面板实现图像显示，MCU作为整个系统的控制模块负责给相关寄存器进行配值。在文中重点论述了整个验证平台硬件部分的设计及调试验证过程。在设计部分详细论述了电路设计的原理及高性能PCB的设计方法，在调试验证部分详细论述了测试方法、测试步骤及相关测试程序的编写，并给出了具体的测试数据及测试结果。该平台经过反复测试验证，具有可靠性高、稳定性好、应用灵活等特点，完全满足系统设计要求。2.期刊论文韦建中.师鹏宇.WEIJian-zhong.SHIPeng-yu一种雷达视频信号模拟器的设计与实现-舰船电子对抗2009,32(3)分析了雷达视频信号模拟器的体系结构、功能,重点介绍了一种雷达视频信号模拟器的设计与实现.该模拟器采用工业控制计算机插装高性能的信号处理板和实时信号输出板的结构,应用外围设备连接(PCI)总线和现场可编程门阵列(FPGA)等技术,具有极大的灵活性和通用性.3.学位论文谢红华嵌入式系统视频信号处理及在家庭网关的应用2007随着信息技术飞速发展，人们对多媒体，特别是包含有大量信息的数字视频的需求也越来越大。在数字技术和网络技术迅速发展的现代社会，家庭的远程监控和管理、家用电器的信息化和网络化已经成为大势所趋。嵌入式视频监控系统在家庭网络上的应用已经成为研究和应用的热门方向，同时也是未来嵌入式应用领域的重要方向之一，具有较高的研究价值与应用前景。家庭网络的核心是家庭网关，家庭网关是整个家庭网络与外部网络发生联系的桥梁，也是数字家庭各种业务和应用的关键。出于成本的考虑，家庭网关一般为嵌入式系统。本文研究在家庭网关中实现视频监控信号的压缩、传输、解压和播放，重点研究了基于嵌入式系统的视频信号的采集、MPEG-4编/解码、RTP/RTCP传输以及接收端的视频回放，从而实现了视频的实时传输和播放，主要进行以下工作：首先，实现了基于嵌入式系统的USB接口摄像头的视频信号采集；其次，实现了基于MPEG-4的视频信号的高效压缩，并且设计和实现了以RTP/RTCP为传输及控制协议实现视频流在IP网络上的可靠传输；再次，利用SDL播放器实现了接收端视频的实时解码、存储和回放；本文还提出了对云台控制信号的传输方案。本文在上述工作的基础上在嵌入式系统实现了视频信号由采集、压缩、发送、接收、解压、播放、存贮的整合方案。最后，本文设计了系统的测试方案，并对整个系统进行测试，通过测试数据，说明视频监控系统在嵌入式环境下运行效果良好。4.期刊论文王海晏.吕良飞使用小波变换的视频信号处理系统-光电工程2001,28(5)叙述了视频信号处理中的小波变换的应用.在介绍了视频采集系统基本结构和功能的基础上,首先叙述了用小波变换检测视频信号的各参数的方法,然后讨论了如何在具体设备当中实时实现小波变换,提出了用双存储器”实现的方法.5.学位论文刘杰视频信号处理芯片中央控制模块的研究与实现2007视频信号处理芯片是当今信息领域的研究热点，其作为数字电视的关键部件之一，具有较大的市场价值。本款视频信号处理芯片在整体模块的设计过程中，遵循自顶向下的设计方法，实现了包括去隔行、帧频变换、尺寸缩放，以及多种图像增强处理功能。本文从芯片系统架构入手，在简要介绍了各模块功能后，详细阐述了其中央控制模块的设计方法，对设计要求、子模块的划分与设计、设计的功能仿真进行了详细阐述。中央控制模块是视频信号处理芯片的重要组成部分，它为视频信号处理芯片的工作提供准确的逻辑控制和时钟信号，并为芯片内各功能模块提供工作、休眠等多种工作模式切换的动态低功耗管理。模块能实时检测视频输入模式，在输入视频源切换时，确保视频处理算法的自适应调整。模块还提供标准的输出显示时序，为确保输入/输出数据流失衡，实时了评估和补偿视频流的机制。论文还提出了一种具有创新见解的验证方法，建立了基于verilog的随机时钟误差测试平台，利用verilog提供的随机数生成函数，并对其加以改进，生成所需的随机向量，模拟输入信号的真实行为对模块进行仿真。验证结果表明，该方法较好地验证了时钟抖动及信号间随机相位偏差对设计的影响，中央控制模块可以满足视频格式转换实时处理的需要，为视频信号处理芯片的工作提供了准确的逻辑控制，实现了动态低功耗管理。6.会议论文王世峰.赵馨.佟首峰.张国玉.姜会林CCD输出信号处理电路的研究2007根据CCD输出视频信号的特点,对它进行处理时需要经过消除噪声、信号放大、模数转换等过程。使用集多种功能于一体的器件能够完成对视频信号的相关双采样、可编程放大、模数转换以及暗电平校正等功能。对该处理过程进行了详细的研究和分析,并将该芯片应用于面阵CCD相机系统中,使相机具有实时成像调节功能,得到了满意的数字图像。7.会议论文杨波.李侠.董鹏曙雷达视频信号压缩效果评估方法研究1999为了寻找最优压缩函数曲线，对雷达视频回波信号进行压缩，以使其满足情报传输要求，该文在深入分析雷达视频回波信号特征的基础上，采用概率统计方法，建立了一种评估压缩效果的数学模型。实践证明，该模型对寻找最优非线性压缩曲线具有实用价值。8.学位论文赵雷视频信号处理芯片中图像缩放模块的研究与设计2007视频信号处理芯片是数字电视的核心芯片之一，其主要功能是将输入源通过信号处理转换成显示终端所要求的格式，并且利用OSD菜单调节实现多种显示功能。本文通过对现有视频图像缩放算法研究和分析，提出了适于视频信号处理芯片的缩放算法以及硬件实现架构，最后给出了视频缩放模块的仿真和FPGA验证结果。本文研究了现行的两类主要算法：基于像素位置的插值算法和基于图像内容的插值，分别采用了三次样条插值和基于边沿检测的插值缩放算法(方向性关联插值算法和拉普拉斯边沿检测插值算法)。三次样条插值结构简单，可以实现水平和垂直分离的行缩放和列缩放。基于边沿检测算法在三次样条结构基础上对图像的边沿方向进行检测，并在边沿方向上进行菱形插值处理，以降低插值过程中损失的图像边沿信息。仿真结果对比显示，此类算法拥有比三次样条插值算法更好的图像处理质量。同时通过外部MCU的可控制性和OSD人机交互菜单的属性调节达到了系统的可配置性和扩展性，实现多种格式之间的转换和宽屏的多功能显示。本文采用自顶向下(Top-Down)的设计方法，按照系统功能模块划分、模块的RTL级代码设计、软件功能仿真、逻辑综合以及FPGA硬件功能验证等主流IC设计流程，提出了一种具有可配置的视频缩放IP软核的设计方案。9.期刊论文程炼.付江志.CHENGLian.FUJiang-zhi一种用DSP实现音频和视频信号处理的方法-应用科技2007,34(9)介绍了一种采用DSP的同步串口和并行外设接口,对I2S标准音频数据和ITU-R656格式数字视频信号进行处理的方法.在此基础上,提出了系统的总体设计方案.通过系统样机的硬件与软件调试,实践结果表明,在音乐播放和数字监控中,设计的系统完全满足各项功能参数.10.学位论文丁三川基于SVA的视频信号处理芯片功能验证2007随着集成电路技术的迅猛发展，片上系统芯片SoC(SystemonaChip)设计能力的快速发展与成熟，芯片规模不断扩大，功能日趋复杂，SoC的功能验证(functionverification)问题成为芯片设计中的巨大挑战。在现代IC设计中，功能验证占用了约50％～70％的设计周期，随着设计规模的增长，这个比例还将增大。功能验证已成为当今IC设计流程中的最大瓶颈(bottleneck)。功能验证的主流方法是基于仿真的动态验证。然而，传统的基于仿真的验证方法存在着明显的不足：验证过程的可观察性和可控性差，调试困难，验证环境的可重用性很差，自动化水平低。针对上述问题，本文论述了基于SystemVerilog断言(SystemVerilogAssertion，SVA)的功能验证方法，并根据SVA的特点，设计了一种层级化的验证平台(Testbench)，阐述了基于SVA的功能验证的验证流程，根据视频信号处理芯片(VideoSignalProcessChip，VSPC)的设计规范和实现规范，采用自底向上(down-top)的方法，制定了一种层级化的验证计划，完成了VSPC的功能验证(限于篇幅，本文只介绍了数据存取系统和中央控制系统的验证)。对每一个层级，根据设计规范和实现规范，开发相应的SVA检验器，选择验证案例(case)，采用受控激励(Directed-Stimulus)和约束随机激励(Constraint-Random-Stimulus)相结合的激励产生方式，结合覆盖率驱动验证(CoverageDrivenVerification，CDV)思想，利用仿真过程中SVA收集的功能覆盖(FunctionCoverage)统计信息指导激励的产生。实践证明，基于SVA的验证可以将验证环境的三要素——激励产生、检查机制和覆盖率统计有机地结合在一起，使得各个要素的优势发挥到最大，优化了验证环境，改善了验证过程的可观察性和可控制性，简化了调试过程，提高了验证环境的可重用性和验证过程的自动化水平，改善了功能验证的质量和效率，从而可以有效地缩减设计的研发周期，增加设计成功的信心，保证设计的成功流片。本课题来源于天津市科技发展计划项目“视频信号处理芯片的研发”。目前该项目已通过天津市科委的验收。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：7e445440-6555-43d3-9b82-9de900ab16d3下载时间：2010年9月6日