基于XC3S200的通用视频采集系统的设计.doc
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1、基于XC3S200的通用视频采集系统的设计视频采集的主流实现方案有两种:一是基于ASIC,该方案一般采用意法、AMD等公司的专用视频处理芯片;二是基于DSP,主要采用TI、ADI等公司的DSP信号处理器。它们作为辅处理器,可在主CPU控制下进行视频信号的采集压缩。随着FPGA的发展,通过SOPC技术实现视频采集已成为一种易于开发、设计灵活的方案。而这主要得益于IP复用技术的发展。在FPGA上构建复杂嵌入式系统可利用既有的功能模块及其驱动程序。该方案具有更大的集成度和灵活性,因而必将成为电子设计发展的一大趋势。本文介绍了采用Xilinx公司的Spartan-3 FPGA实现通用视频采集系统的设计
2、方案。该系统外接模拟PALNTAL制式的摄像头,就能实时采集视频信号并进行MPEG-4格式压缩编码,码流可通过USB接口传给PC机,或通过以太网接口进行网络传输。本系统选用的是Spartan-3 FPGA系列的XC3S200芯片,该芯片有4320个逻辑单元(LC)、216Kbit BlockRAM、4个数字延迟锁相环(DDL)、173个用户IO,而且逻辑密度高、IO多、成本低。本设计主要涉及电路板级硬件设计、FPGA片级硬件系统设计和系统软件设计。1 板级硬件设计FPGA在电源和配置电路的支持下,即可构成嵌入式系统的最小化系统,并能实现片内的所有功能。在此最小化系统上,就可以根据本设计的应用需
3、求,来扩展外部存储模块、视频采集模块、USB接口模块、以太网接口模块等功能模块电路,从而形成电路板级硬件平台。该板级硬件平台的结构组成如图1所示。1.1 最小化系统该FPGA是基于SRAM存储结构的器件。每次上电时可将配置数据从外部配置存储器加载到内部SRAM中,以使其构建逻辑结构从而实现逻辑功能。配置调试模块主要包括配置存储器、配置模式跳线开关和JTAG调试端口,其中JTAG调试端口是系统开发阶段PC机与FPGA的通信接口,可用于从PC机下载FPGA配置数据,并在程序调试阶段作为联机接口。本设计采用Xilinx公司Platform. Flash系列配置存储器XCF02S,并采用14针JTAG
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