基于FPGA的多格式输入视频采集卡的设计

摘要

随着微电子技术和视频图像处理技术的发展，出现了采用大规模集成电路或专用芯片取代计算机的脱机图像处理系统。现代大容量高速度的FPGA以及相应SOPC技术的出现，为图像采集和处理提供了一种新的解决方案。
　　 本文开发了一种基于FPGA与高质量单片多格式视频译码器的图像采集系统，该系统用于实现视频输出测试系统的自动化测试。该测试系统设计流程为：待测品通过输出接口传输图像信号，经过A/D解码器转换成数字信号后，通过数据采集模块采集输出图像信号各个像素，并与事先存在Serial Flash中的Sample值进行比对，最后通过单片机将测试结果值回传给测试程序。
　　 本文首先分析了图像采集系统的现状，比较了FPGA、DSP、ASIC三种芯片作为图像采集处理系统核心芯片的优缺点，依据工程目标提出了基于FPGA的图像采集处理系统的整体方案。在对整个测试系统进行分析之后，设计系统架构，并对芯片选型。设计采用自顶向下的方法，将FPGA划分为4个模块：数据采集模块，I2C总线模块，SPI总线模块，以及数据处理模块。
　　 在完成各个模块的设计之后，通过仿真验证各个模块的功能，通过实机测试的各项指标证明本文提出的方案的正确性与可行性。