面向异步视频的嵌入式图像处理系统设计
可编程逻辑器件(FPGA)将数字信号处理器(DSP)、4片帧存以及输入和输出视频数据流连接起来。依据功能状态，帧存定义为写入帧、处理帧、读出帧、缓存帧、废弃帧，其中缓存帧和废弃帧不同时存在。写入帧指该帧存与视频数据输入流连接，正在存储输入的视频数据；处理帧指该帧存与DSP连接，作为DSP的数据缓存，供软件读写；读出帧指该帧存与视频数据输出流连接，视频数据正在被读出显示；缓存帧指处理帧的下一个状态，等待被读出显示，处于孤立状态，废弃帧指视频数据已经完成输出，等待被新的数据写入，处于孤立状态。每一帧视频数据与一片帧存关联，依次经历写入、处理、缓存、读出、废弃的状态(不一定是全部的状态)。FPGA依据规则切换4片帧存，循环往复。
嵌入式图像处理系统的功能分为图像处理和视频转换2部分。图像处理功能主要由DSP实现，当输入的视频数据成为处理帧时，DSP软件要在一个输入帧周期内读入数据、执行处理算法、用新的数据覆盖帧存(该帧存随后会读出显示)。图像处理结果可以从DSP的通讯接口上报，必要时，FPGA也可以完成部分图像处理算法，减轻软件负担。视频转换功能指FPGA对4片帧存的切换来实现异步视频的帧间不同步方法。
2．2 切换规则
在异步视频的帧问不同步状态下，输出帧的完整性需要保证，帧存的切换不能只依据输入帧的同步信号，还必须考虑输出帧的同步信号，嵌入式图像处理系统利用第4片帧存提供时间上的缓冲。帧存共有5种状态，任一时刻4片帧存分别对应写入、处理、读出、缓存(废弃)，帧存的写入、处理、缓存状态由输入帧的同步信号触发确定，帧存的读出、废弃状态由输出帧的同步信号触发确定。
2．3 状态转换程序设计
设定4片帧存的初始状态见表1。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/148136.htm
帧存的状态由两种同步信号触发转换，因此设定为输入和输出两部分状态的组合。
2．3．1 输入帧频小于输出帧频
在输入帧频小于输出帧频的情况下，每一个输入帧都会被读出显示。在每个输入帧周期中，至少会发生1次输出帧同步触发事件，第1次输出帧同步信号触发之后，原缓存状态的帧存切换到读出状态，原读出状态帧存转换为废弃状态，然后保持不变，直到新的输入帧同步信号到来。从系统整体分析4片帧存的状态转换过程，得出表2的结果。
表2显示系统状态转换的一个循环包含8种情况，由4种输入和4种输出组合而成，每种输出状态对应一个处于读出状态的帧存。
2．3．2 输入帧频大于输出帧频
在输入帧频大于输出帧频的情况下，一个输入帧周期内，如果接收到输出帧同步信号，缓存帧会转换为读出帧，否则会被重新写入，没有机会输出显示。帧存的状态转换与其原来的状态相关，具有随机特性，不宜从系统总体确定状态循环，只能从单个帧存的角度分析状态转换规律。
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