视频图像实时采集和显示系统的FPGA设计

2011-01-29李兴富

制造业自动化 2011年12期

李兴富

LI Xing-fu

（桂林航天工业高等专科学校，桂林 541004）

0 引言

视频信息采集为视频图像处理、传输、显示等提供提供原始的数字图像数据，视频采集系统的性能是影响视频图像系统性能的关键因素之一[1]。随着人们对视频图像质量的要求越来越高，对视频采集系统的性能要求也将越来越高[2]。目前视频采集系统常用的处理器包括通用处理器、DSP和FPGA。尽管通用处理器能够处理许多任务，但是它们通常缺少执行复杂数据处理任务所需要的带宽，常因速度不够快而不能满足设计目标[3]；DSP虽然内部利用专用硬件实现数字信号处理中的常用算法，运算速度很快，但其采用单指令执行系统，并且仅对某些固定的运算可以优化，因此灵活性不够； FPGA作为当今主流的大规模可编程集成电路，采用硬连线逻辑实现数据处理和运算，具有集成度高、速度快、性能稳定、开发周期短、便于改进升级等一系列优点，还能实现视频采集、图像显示的外围逻辑控制，在视频采集和图像处理方面具有独特优势。使用FPGA实现该类任务已成为很好的选择[4]。

本文采用FPGA作为视频图像实时采集和显示系统的核心控制器。首先对视频图像采集显示系统的构成、工作原理及技术现状做了简单介绍，然后叙述了各功能模块和接口电路的设计方法和过程，重点介绍了FPGA应用系统设计中一些难点问题的解决办法。