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基于FPGA的模拟视频转SDI的转换器设计与实现

作者:聂杨 陶庆肖 姚君 张家会 马祖其时间:2013-03-21来源:电子产品世界

  摘要:为了将现有模拟视频系统接入到数字串行视频系统,需要将模拟视频转换成信号。采用SAA7113先将模拟视频数字化,用Altera公司的CYCLONE III系列完成信号的扰码、编码等功能,接口芯片采用国家半导体公司的,使用Tektronix VFM 7120进行测试,信号指标符合SMPTE259M标准。基于的视频转换器设计,过程简单,可移植性强,并且可以方便字幕叠加。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/143372.htm

  引言

  目前我国广电系统大都采用数字接口,该接口采用75欧同轴电缆传输未经压缩的数字视频信号,在SMPTE259M中规定了A、B、C、D 4种标准,传输速率分别为143Mbit/s、177Mbit/s、270Mbit/s、360Mbit/s,其中最常见的是270Mbit/s。本文设计的转换器可以将传统的模拟视频信号转换成270Mbit/s的数字视频,以便和数字电视系统相互兼容。

  设备组成及工作原理

  本设备可以分为三部分,第一部分是模拟视频的数字化,第二部分是SDI信号编码,第三部分是线路驱动。设备框图如图1所示。模拟视频信号经过SAA7113进行A/D转换,输出10路27Mbit/s的并行数据,将10路并行数据进行扰码处理以及并串转换后打包成270Mbit/s的SDI串行信号,FPGA输出的串行数据经过线路驱动后最终输出幅度为800mV的标准SDI信号。  

 

  A/D转换

  A/D转换部分采用Philips公司生产的专用视频解码芯片SAA7113,该芯片能将NTSC或PAL复合视频信号转换成8位或10位复合ITU-R BT.656标准的YCbCr分量视频。该芯片有两路视频输入VIN1和VIN2,用户可以通过配置芯片内部相应寄存器选择VIN1或VIN2来进行A/D转换。同时该芯片还具有生成测试模板的功能,当输入端没有视频信号时,SAA7113可自动输出黑屏,也可以通过寄存器配置产生蓝屏、75%彩条或100%彩条输出。

  SAA7113外围电路简单,只需少量的额外元器件即可工作,具体电路参见SAA7113的芯片手册,在此不再赘述。

  FPGA信号编码

  FPGA信号编码为本设计的核心部分,主要包含了PLL模块、扰码模块、并串转换模块以及对SAA7113的I2C配置模块,该部分功能全部由FPGA来完成。本设计采用了Altera公司生产的Cyclone III系列的FPGA芯片,根据设计需求,选用了EP3C5E144来完成SDI信号的编码工作,主要程序代码采用Verilog语言来编写。

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关键词: FPGA SDI LMH0001 201303

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