基于FPGA的非标准PAL数字信号VGA转换器的设计

摘要

目前，兼容PAL信号数字电视广泛采用PAL→VGA转换器来显示图像，在一些特殊情况下，由非标准PAL的CCD捕获得图像是不能够用上述转换器进行图像显示的。本课题基于SHARP公司的非标准PALCCDRJ2461捕捉的752×585@50Hz活动图像，进行VGA显示转换，使得显示器点对点地显示CCD上每一个像素，这种技术在指纹识别，高要求监控系统中有广泛的应用；文中采用了XILINX的SpartanⅡ系列XC2S300E芯片实现了非标准PAL→VGA转换器的设计，为今后设计大规模的集成电路提供可直接利用的IP核。 本文针对以下三个方面进行研究并取得一定的成果： (一)单SDRAM控制器的设计实现 首先对于这种实时的单位带宽内数据量大的特点选择了SDRAM，在对SDRAM特性的熟悉之后，设计了基于FPGA的单SDRAM控制器，在仿真正确后，下载到自己设计的硬件电路上进行调试，通过不断修正参数，改变延时等方法最终实现了单SDRAM控制器的设计；这样为下面双SDRAM控制器的设计做一个坚实的基础，同时也总结一些关键的调试经验，试验证明这是比较合理的设计思路，节约了设计时间。 (二)双SDRAM主控制器的切换机制与读、写FIFO模块的协调 文中设计了两个FIFO模块，前一个FIFO用来接收传过来的非标准PAL信号数据，以一定的规律放到外部的SDRAM存储器中，前面DSP的输出像素时钟作为它的写入时钟；而后一个FIFO用来接收从SDRAM中读出的数据，且以特定的时钟用来产生符合VESA标准的SVGA格式的行、场同步信号。前一个FIFO不断的往SDRAM里写数据，当写满一帧数据就启动切换信号，使两SDRAM的读写发生调换。 (三)基于FPGA的色空间转换的研究 由于经过前两步过来的数据是16位YUV4∶2∶2格式数字信号，而在显示器上显示的数据是24位RGB格式的模拟信号，所以设计了一个升采样和色空间转换的模块，后再经过D/A转换成模拟信号输出显示。

目录

文摘

英文文摘

声明及关于学位论文使用权的说明

第一章前言

第二章转换器硬件设计

第三章SDRAM控制器的逻辑设计

第四章非标准PAL→VGA控制器的逻辑设计

第五章工作总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文