20世紀(jì)90年代以后，可編程邏輯器件的廣泛應(yīng)用EDA技術(shù)的發(fā)展給電子系統(tǒng)的設(shè)計帶來了革命性的變化,。利用EDA工具,，采用可編程器件，通過設(shè)計芯片來現(xiàn)系統(tǒng)功能的設(shè)計方法能夠由設(shè)計者定義器件的內(nèi)部邏輯管腳,，視頻采集卡將原來由電路板設(shè)計完成的太部分工作放在芯片的設(shè)計中進(jìn)行,。CPLD是可編程邏輯器件(PLD)中的一種，其內(nèi)部由輸入輸出單元,、邏輯單元,、中央布線池等部組成。
由于CPLD器件邏輯功能模塊較大,，適合控集型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計,，并且許多CPLD都具有可在線編功能，這使得基于CPLD數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計更靈活,、系統(tǒng)工作速度更高,、功耗更低，因此CPLD成為IC中增長最快的產(chǎn)品,。在文章中,，視頻采集卡采用Ahera公司的CPLD器件中的E.PLD(ErasableProgrammab/etogicDevice)系列產(chǎn)品作為輯控制部分完成對視頻采集卡的邏輯控制。
設(shè)計思想
1視頻檢測系統(tǒng)原理概述 它主要完成對視頻數(shù)據(jù)的捕捉及壓縮處理,。由視頻解碼模塊,、視頻數(shù)據(jù)緩存模塊、初始化模塊,、邏輯控制模塊以及DSP處理模塊五部組成,。
2設(shè)計中注意的問題 通過對CPLD的應(yīng)用，對可編程邏輯器件的設(shè)計應(yīng)注意的問題談一些體會：
(1)和其它編程語言一樣,，可編程邏輯設(shè)計中,，盡用層次化、模塊化設(shè)計,，這便于調(diào)試程序,、定位問題,。功模塊劃分，應(yīng)盡量增強模塊內(nèi)部功能的獨立性,，減少模塊信間的互聯(lián),。
(2)時鐘問題，在PLD/FPGA設(shè)計中最好的時鐘方是由專用的全局時鐘輸入引腳驅(qū)動的單個主時鐘去鐘控設(shè)計項目中的每一個觸發(fā)器,。只要可能就應(yīng)盡量在設(shè)計項目中采用全局時鐘。
(3)設(shè)計中,，盡量采用同步邏輯.這樣可以避免在合,、時序驗證和仿真中出現(xiàn)的一些問題，而且還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。提高芯片運行速度,。如果采用異步邏輯設(shè)計，應(yīng)該注意異步邏輯的容限,，設(shè)計中應(yīng)該考慮最壞的情況進(jìn)行處理.絕對不能利用競爭和冒險來進(jìn)行邏輯設(shè)計,。系統(tǒng)設(shè)計中，除了全局復(fù)位以外,，其它部分完全由同步時鐘控制,。
(4)器件選型問題，在可編程邏輯器件中有很重要地位,，它決定了該芯片是否滿足設(shè)計的需要,，是否具有可向后兼容性，本系統(tǒng)采用的可編翟邏輯器件為Aher'的MAX7000S系列中的EPM7128STCl00—6采用了與Ⅱ’M7064s1℃100—5以及EPM7160s的管腳兼容的設(shè)計方法,，即這幾種芯片可以相互代替,。器件選型應(yīng)該注意：系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模，大致估算控制邏輯中需要的邏輯門數(shù)量;設(shè)計的類型是屬于接口型.還是處理型,。接口型的設(shè)計我們選用CPLD即可,，對于處理型設(shè)可能用到大量的存儲單元，可以選擇現(xiàn)場可編程門陣列FPGA;管腳數(shù)目及可供用戶使用的管腳效,，在視頻采集卡設(shè)計中考慮管腳的冗余設(shè)計,，即用戶需要的管腳數(shù)大概占器件提供給用戶管腳數(shù)的70%左右，并且在分配管腳時,，應(yīng)當(dāng)意特殊管腳的配置問題;處理速度.即器件的內(nèi)部延時等,。
另外，必須考慮是否具有在線可編程的功能部分～編譯器能根據(jù)設(shè)計輸
3文章只是用CPLD實現(xiàn)簡單的邏輯控制功能,，僅僅為使用CPLD進(jìn)行設(shè)計的一種參考,，電路經(jīng)過了仿真驗證，但在系統(tǒng)實際調(diào)試時要根據(jù)具體情況作一定改動,。隨著EDA(電子設(shè)計自動化)技術(shù)的發(fā)展,，VHDL語言視頻采集卡在系統(tǒng)可編程技術(shù)的應(yīng)用等,，可編程邏輯器件在電子設(shè)計應(yīng)用中將更為廣泛，它大大縮短設(shè)計周期,，降低了設(shè)計風(fēng)險,，成為電子系統(tǒng)設(shè)計的重要手段。
TC2000E高清視頻采集卡高清接口可以實現(xiàn)同時采集路雙路VGA信號,、DVI信號,、HDMI信號、(也可以把單獨采集單路DVI時提高單路刷新率獨有功能)
DVI輸入格式：符合DVI 1.0標(biāo)準(zhǔn),，單連接
VGA輸入格式：640x400-1920x1080,，像素率低于170MHz即可
HDMI輸入格式：符合HDMI 1.3標(biāo)準(zhǔn)，支持36bit DeepColor,，同時可以音視頻同步采集
高清輸出圖像格式 大?。?0x30-1920x1080，幀率： 1-100 fps,，色彩：YUY2, UYVY, RGB24, RGB32, I420
標(biāo)清輸出圖像格式大?。?76x144-768x576，幀率： 1-30 fps,，色彩：YUY2, UYVY, RGB24, RGB32, I420
功能全面
這款TC2000E高清視頻采集卡板卡帶有高性能DMA傳輸功能,，高清輸入支持自動輸入視頻格式偵測，自動視頻有效區(qū)域偵測,，自動VGA采集相位調(diào)節(jié),，支持手工設(shè)定有效畫面區(qū)域功能，可用于畫面的剪裁和對特殊輸入信號時序的支持,，支持多階畫面縮放功能,，具有三種針對畫面寬高比的縮放模式，支持垂直濾波和運動自適應(yīng)去隔行功能,，高清輸入支持支持色彩調(diào)節(jié)功能,，可調(diào)節(jié)畫面的對比度、亮度,、色彩飽和度,、色相、Gamma;并可單獨調(diào)節(jié)R,，G,，B三色的亮度、對比度,。
占用CPU率低：耗用CPU時間的縮放和去隔行等圖像處理在FPGA內(nèi)完成,，極大的減少了CPU的負(fù)擔(dān)，同時高效率 DMA傳輸方式進(jìn)一步解放了CPU的能力，從而讓CPU專注與用戶指定的工作,。
可后續(xù)升級
板卡帶有Firmware/Driver升級功能,，F(xiàn)PGA的靈活性極大程度的保護(hù)了用戶的資產(chǎn)價值，我們可以通過后續(xù)升級方式不斷給用戶提供更多的功能和更好的服務(wù)
兼容軟件
兼容使用DirectShow接口的各種音視頻采集軟件和使用DirectSound接口的音頻采集軟件,，如：
Windows Media Encoder
Adobe Flash Media Live Encoder
Real Producer Plus
VideoLAN for Windows