בשנים האחרונות, מערכות אבטחת וידאו דיגיטליות נמצאו בשימוש נרחב בתחומים שונים כגון בנקים, כבישים מהירים ומבנים. במערכות מעקב וידאו דיגיטאליות, טכנולוגיית OSD (On Screen Display) היא חלק הכרחי. OSD מספק למשתמשים ממשק איש-מכונה ידידותי, המאפשר למשתמשים לקבל מידע נוסף.
1. הרכב המערכת
המערכת המוצגת במאמר זה היא מערכת מעקב וידאו מלאה המבוססת על TI DSP TMS320DM6? 3 ו- FPGA. הוא תומך בערוץ אחד של קלט וידאו וערוץ אחד של פלט וידאו, וגם מספק ממשק רשת.
קלט הווידיאו מתממש על ידי מפענח הווידאו החסכוני של TI TVP5150A. TVP5150A יכול לממש את האוסף של שתי כניסות וידאו מרוכבות או אות וידאו אחד מסוג S-video. הרשם מוגדר באמצעות I2C, ואות הווידיאו הדיגיטלי הפלט עוקב אחר תקן ITU656.
אות הווידיאו הדיגיטלי שפוענח על ידי TVP5150A מועבר ל- DSP דרך יציאת הווידאו 1 של DM6? 3, ועיבוד הווידאו הדרוש מתבצע על ידי ה- DSP, ולאחר מכן פלט להתקן המרוחק על ידי ממשק הרשת. מצד שני, אחרי DM6? 3 מעבד את נתוני הווידאו המתקבלים מהרשת, הוא מוצג ומוצא על ידי SAA7105 דרך יציאת וידאו 2 דרך FPGA.
חלק הפלט מתממש על ידי SAA7105. SAA7105 הוא מקודד וידיאו בעל ביצועים גבוהים של חברת NXP, שיכול לספק פלט וידאו מרוכב, פלט וידאו VGA ופלט אות וידאו HD HD. השליטה ב- SAA7105 מתממשת גם באמצעות I2C, והיא מקבלת את אות הווידיאו הדיגיטלי של תקן ITU656 מרוכב.
החלק לעיבוד הווידאו מאמץ את ה- DSP TMS320DM6 3 של TI למימוש. התדר העיקרי של DM6? 3 יכול להגיע ל -600 מגה-הרץ, ויש שתי יציאות וידאו של 20 סיביות. יציאות הווידאו תומכות בממשקי וידאו דיגיטליים כגון BT.656 ו- Y/C. DM6? 3 משלב גם רשת MAC למימוש גישה לרשת.
מהירות הפיתוח של ביצועי החומרה תמיד קשה לענות על צרכי התוכנה. ביישומים ההולכים ומורכבים של עיבוד וידאו, DSP אחראית על משימות עיבוד וידאו מורכבות, והמשאבים נעשים הדוקים מאוד. לכן, בעיצוב מערכת זו, FPGA משמש למימוש עיצוב OSD, שיכול להפחית את נטל ה- DSP.
חלק יישום OSD משתמש ב- XC3S250E של Xilinx. XC3S250E הוא FPGA מסדרת Xilinx SPARTAN-3E עם 250,000 שערי היגיון.
2. יישום OSD
SAA7105 אינו יכול לממש את פונקציית OSD, אך מתממש על ידי XC3S250E. שבב הבקרה הראשי DM6? 3 רק צריך ליידע את ה- FPGA לגבי התוכן והמיקום המוצג, והעבודה הספציפית מבוצעת על ידי ה- FPGA. תרשים הבלוק הלוגי של OSD מוצג כמו באיור 2.
OSD FPGA מקבל נתוני OSD והוראות בקרה מ- DSP DM6 3 דרך EMIFA, מקבל נתוני וידיאו דרך יציאת וידיאו DSP 1 ומעלה מידע על OSD על נתוני הווידאו ומוציא אותם אל מקודד הווידאו SAA7105. המודולים הפונקציונליים של OSD מתוארים כדלקמן.
יציאת הנתונים של מודול פענוח הכתובות נמצאת בממשק עם הנתונים הנמוכים של 32 סיביות של EMIFA של DSP DM6 3, ומקבלת את נתוני המידע והבקרה הנשלחים על ידי DM6 3. נתונים אלה ומידע הבקרה הם הנתונים המקוריים של 32 סיביות שנשלחו על ידי DM6 3. מודול פענוח הכתובות מכניס את נתוני OSD שהתקבלו, כגון תוכן ה- OSD, לתוך ה- FIFO הפנימי של ה- FPGA בפורמט נתונים של 32 סיביות. פרטי הבקרה משמשים בעיקר לשליטה על מערכת ההפעלה באמצעות מערכת רשימות בקרה.
יש גם מודול ממשק וידאו המחובר ישירות ל- DSP. מודול ממשק הווידאו מחובר ליציאת הווידאו 2 של ה- DSP, ומאחסן את הנתונים ואת המידע הבקרה מיציאת הווידיאו DSP. מידע בקרה זה מועבר ישירות למודול הבקרה הרב-ערוצי OSD, ומידע הבקרה שולט גם ישירות במפענח הווידאו SAA7105.
לוגיקת הבקרה של OSD מוציאה את כל מידע הבקרה המתקבל מקבוצת פקדי הבקרה לכל מודול פונקציונלי של OSD כדי לממש את השליטה ב- OSD. קבוצת הרישומים מחולקת בעיקר לשני חלקים: האחד הוא קבוצת הרשמים האסינכרוניים, ששולחת פרטי בקרה כגון איפוס, הפעלת OSD ובחירת רוחב הנתונים לתצוגת המסך; השנייה היא קבוצת הרשמים הסינכרונית, ששולטת בעיקר במידע המיקום של OSD.
מודול פענוח OSD מוציא את הנתונים שיוצגו מ- FIFO בהתאם למידע הבקרה של לוגיקת הבקרה, ויוצא אותם למודול OSD CLUT בסינכרון עם נתוני הווידאו. הנתונים המתקבלים מ- FIFO הם הנתונים המקוריים של 32 סיביות DSP, והנתונים הנדרשים על ידי מודול OSD CLUT הם 8/16 סיביות, ולכן מודול פריקת OSD צריך לפרוק את הנתונים של 32 סיביות בהתאם לתדירות של יציאת וידאו. הנתונים של 32 סיביות מועברים למודול OSD CLUT ברוחב 8/16.
פונקציה נוספת של מודול ה- FIFO היא העברת פרטי מצב FIFO למודול מחולל האירועים של DMA, כגון FIFO מלא או FIFO ריק. מחולל האירועים DMA עוקב אחר אירועים אלה, ואם הם מתרחשים, הם נשלחים ל- DM6? 3 במצב הפרעה כדי להשיג פעולות קריאה וכתיבה נכונות ל- FIFO.
מודול OSD CLUT מחפש את הערך המתאים של YCbCr עבור הנתונים של כל פיקסל שהתקבל ממודול הפריסה של OSD, ושולט ברצף הפלט של נתוני OSD CLUT אלה. מערכת יחסי המרה זו מועברת על ידי ה- DSP דרך יציאת הנתונים של 24 סיביות. הנתונים של מודול OSD CLUT מופצים ישירות למודול הבקר הרב ערוצי של OSD.
מודול הבקרה הרב ערוצי של OSD קובע את נתוני וידיאו הפלט בהתאם לביט הבקרה אלפא המתקבל ממודול OSD CLUT. אם פרטי OSD הנוכחיים, כלומר סיבי הבקרה של Alpha תקפים, הוא פולט את נתוני OSD למודול המרת הנתונים. אחרת, פלט את נתוני הווידאו המקוריים שהתקבלו ממודול ממשק הווידאו כדי לממש את פונקציית OSD.
פלט הנתונים על ידי בקר OSD הרב ערוצי אינו נשלח ישירות למפענח הווידאו, אך באמצעות מודול המרת הנתונים, בהתאם לתנאי היישום הספציפיים, מתבצעת המרה בפורמט הנתונים הדרוש. ניתן לראות מתזמון הממשק של SAA7105 שכאשר SAA7105 מוגדר לפלט וידאו מרוכב, הנתונים הנדרשים הם נתוני קצה של שעון יחיד. בשלב זה, מודול המרת הנתונים אינו עושה כל עבודה, והנתונים המתקבלים ממודול הבקרה הרב ערוצי של OSD מועברים ללא פגע. עבור SAA7105; אם SAA7105 מוגדר במצב פלט VGA או HDTV, נדרשים נתוני קצה שעון כפול. בשלב זה, מודול המרת הנתונים ממיר את נתוני קצה השעון היחיד המתקבל מבקר OSD לנתוני קצה של שעון כפול ומוציא אותם למפענח הווידאו SAA7105.
ניתן לראות ש- FPGA השלימה את כל עבודות ה- OSD. אם אתה רוצה להציג את תוכן OSD, DM6? 3 רק צריך לשלוח הוראות שליטה ל- FPGA דרך יציאת EMFIA. הוראות אלה כוללות, כמובן, את התוכן ופרטי המיקום של OSD.
3. בקרת OSD
עיצוב OSD המיושם על ידי XC3S250E מבצע תצוגת OSD המבוססת על מיקום OSD שהתקבל ומידע על התוכן, ללא כל הגבלה על התוכן המוצג על ידי OSD, שהוא גמיש ונוח מאוד. להלן דוגמת תצוגת תווים סינית OSD כדוגמה להמחשת פעולת השליטה של OSD.
כדי להציג תווים סיניים בצורה נכונה, יש להמיר את הקוד הפנימי של התו הסיני לקוד המיקום המתאים. עבור פונקציה זו אנו משתמשים בפונקציה Uint32 Code_Converse (תו לא חתום *CodeNPointer), שהקלט שלו הוא מצביע, המצביע על התו הסיני להמרה. ערך ההחזרה הוא קוד המיקום המתאים לתו הסיני. תצוגת OSD מתממשת על ידי הפונקציה OSDHZ? Isplay:
בטל OSDHZ_ תצוגה {
Uint8 *pFrame
מגרש Uint32
OSDUTIL_Point* loc
Uint32 CodeQ
OSDHZ? Ont *פונט
Uint8 fgColor
Uint8 bg צבע
}
ביניהם, Uint8 *pFrame הוא מאגר המאגר לפלט OSD; גובה Uint32 הוא ערך הפיקסל המוצג בכל שורה; OSDUTIL_Point *loc הוא מיקום התצוגה של הדמות הראשונה; Uint32 CodeQ הוא אזור החיוג להצגת תווים סיניים; OSDHZ? Ont * פונט הוא הגופן המשמש להצגת תווים סיניים; Uint8 fgColor מציג את צבע החזית של תווים סיניים; Uint8 bgColor מציג את צבע הרקע של תווים סיניים.
לכן, אם אתה צריך להציג תווים סיניים, עליך רק להמיר את התווים הסינים למערכת הקוד הדרושה, ולאחר מכן פלט את אזור החיוג המומר ל- FPGA OSD. כמובן, כדי להציג תווים סיניים, ספריית התווים הסינית היא הכרחית.
המוצר השני שלנו:
