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随着现代通信技术、微电子技术的不断发展,人们对接受各种信息的需求日益迫切,多媒体视频技术在嵌入式系统中的应用日益突出。视频信号的采集、传输、处理和存储已成为嵌入式视频技术所要解决的重要问题。嵌入式视频捕捉控制器的设计实现了对ITU-R BT.601/656数字视频信号国际传输标准的支持。通过外接摄像头与显示屏,实现了控制器对图像捕获并在屏幕上实时显示的功能。
本文从介绍视频捕捉的原理入手,讨论了色彩空间变换理论,并深入分析数字视频信号国际传输标准。在讨论可重用IP核的设计及AMBA总线规范基础上分析了控制器在集成到AMBA总线后对总线带宽的占用情况。根据控制器预定实现功能的要求对设计进行硬件功能模块划分,并确定了各模块的设计要素。控制器的功能模块设计采用硬件描述语言,并详细讨论了各模块设计中相关的重点和难点。设计完成后将视频捕捉控制器集成至SEP5020芯片验证环境中,采用VCS仿真套件完成软硬件协同验证。FPGA验证采用Altera stratixⅡ开发平台,外接基于OV7670芯片的摄像头和LCD显示屏,完成快速原型的建立。FPGA平台实现了对OV7670芯片输出各种编码的视频数据流畅捕捉,完成了控制器设计预定指标。
论文中所给出的视频捕捉控制器在设计过程中对AMBA总线的特点给予充分考虑,体现了可重用IP的要求,实现了在AMBA2.0总线的各版本SoC芯片下可重用的目标。论文的最后部分探讨了视频捕捉控制器设计中优化的发展方向,总结了本文的研究工作。