《電子技術(shù)應(yīng)用》
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FPGA在平板顯示器中的應(yīng)用

2011-10-28
關(guān)鍵詞: FPGA 平板顯示器 圖像處理

  平板電視是增長最快的一類新型消費(fèi)電視,。電視市場上的平板顯示器有三種類型:LCD,、等離子和背投(DLP),。

憑借較低的價(jià)格和完備的特性,,賽靈思Spartan-3系列獨(dú)特的定位使其適用于各種數(shù)字消費(fèi)類系統(tǒng),。其中正被廣泛采用的市場之一就是平板顯示器 (FPD)市場,。讓我們來看看FPGA在FPD系統(tǒng)中的一些典型用法,。

  前端預(yù)處理

  數(shù)字RGB信號(hào)在饋入主圖像處理引擎之前一般要進(jìn)行某些預(yù)處理,。這種預(yù)處理可以是離散傳統(tǒng)變換、解密或隔行掃描/解隔行掃描處理,。通常,這就是 FPGA結(jié)合用戶的圖像處理ASIC或ASSP的一般用法,。一個(gè)通常用法就是輔助ASSP進(jìn)行圖像縮放和解隔行掃描處理,。 

  核心處理

  雖然核心圖像處理通常采用標(biāo)準(zhǔn)ASSP或定制ASIC來實(shí)現(xiàn),但有時(shí)也會(huì)采用FPGA來實(shí)現(xiàn)某些定制處理,。通過聯(lián)手AllianceCORE和XPERTS等合作伙伴,,賽靈思可提供一系列知識(shí)產(chǎn)權(quán)核,以簡化這些功能的設(shè)計(jì),。

  此類功能的一些例子包括伽馬校正,、圖像縮放 (image scaling)、邊緣檢測,、銳化,、對(duì)比度和幀緩沖器。用戶使用的部分IP內(nèi)核有:

  * 顏色空間轉(zhuǎn)換器

  * JPEG編解碼器

  * 離散余弦變換

  * MPEG視頻編碼器/解碼器

  Spartan-3FPGA提供了對(duì)FPD系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員非常有用的各種特性,。這些特性包括可實(shí)現(xiàn)極高效DSP設(shè)計(jì)的嵌入式乘法器,;可在流水線或多通道功能的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)高性能和降低資源占用的移位寄存器;大量的內(nèi)存資源,;以及對(duì)顯示器市場中廣泛應(yīng)用的差分I/O標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)置支持,。

  接口

  很多情況下,F(xiàn)PGA被用來實(shí)現(xiàn)到屏幕或外部存儲(chǔ)器的接口,。Spartan-3支持低擺幅差分I/O標(biāo)準(zhǔn)(如小擺幅差分信號(hào)[RSDS]),,以及其它單端標(biāo)準(zhǔn)如 SSTL/HSTL 等。

  FPGA 還可用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制單元(TCON),,以控制水平和垂直像素顯示格式,。TCON 或多或少是個(gè)垂直和水平顯示計(jì)數(shù)器。Spartan-3架構(gòu)中有大量的觸發(fā)器和一個(gè)內(nèi)置進(jìn)位鏈,,可以高效地實(shí)現(xiàn)該功能,。同時(shí),,Spartan-3 FPGA還擁有豐富的差分 I/O 通道,因此其架構(gòu)對(duì)于實(shí)現(xiàn)更高I/O密集度的設(shè)計(jì)極為高效,。甚至很小的一個(gè)Spartan-3E 器件也擁有足夠的差分I/O資源來驅(qū)動(dòng)一個(gè)大的LCD和等離子屏幕,。

  在許多設(shè)計(jì)中,客戶常常需要有一個(gè)到高速 DDR 外部存儲(chǔ)器的接口,。賽靈思提供參考設(shè)計(jì)和應(yīng)用說明,,幫助用戶在Spartan-3結(jié)構(gòu)內(nèi)構(gòu)建高效的存儲(chǔ)器控制器。

  目前,,Spartan-3 FPGA已在平板顯示器系統(tǒng)中成功地實(shí)現(xiàn)了以下功能:

  * SD/HD 顏色空間轉(zhuǎn)換

  * 4:4:4 到 4:2:2 向下采樣

  * 數(shù)字RGB-到-USB讀卡器功能

  定時(shí)控制和平板RSDS驅(qū)動(dòng)器

  圖像壓縮/解壓縮

  FPGA解決方案的可編程特性降低了新系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的內(nèi)在開發(fā)風(fēng)險(xiǎn),。憑借其大量其它特性,如多I/O組,、片上數(shù)字時(shí)鐘管理器,、以及擴(kuò)展塊內(nèi)存和分布式內(nèi)存,F(xiàn)PGA器件還可高效地實(shí)現(xiàn)許多控制/連接邏輯功能,,從而有效地縮小尺寸并降低復(fù)雜度和系統(tǒng)成本,。

 

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