基于改进型二步索引算法OSD电路的FPGA实现

从输出缓存中读出的数据用于控制生成菜单字符层，在层选择电路中与菜单背景层和属性条层进行叠加处理后输出一幅完整的菜单。字符层、菜单背景层和属性条层相互独立，由层混合控制电路控制进行混合叠加处理，再将菜单与屏幕背景层进行叠加输出混合视频信号。层混合叠加电路的实现结构如图4所示。

3 OSD电路的FPGA实现及功能验证

设计在Xilinx公司的ISE6.3软件环境下，使用Verilog HDL硬件描述语言对其电路逻辑进行描述，并以Xilinx公司xc2v1500bg575-4型为核心芯片的FPGA仿真验证平台对其进行硬件实现及功能验证。FPGA验证平台架构如图5所示。

验证平台输入模拟视频信号，经SAA7111A芯片电路A／D采样转变为数字视频信号接入FPGA验证平台。经过视频处理电路去隔行、尺寸缩放等处理的视频信号在图象混合电路中与OSD菜单混合后输出经DS90C38芯片电路转为LVDS(低压差分信号)信号并驱动液晶屏显示结果。

对2种字符索引算法下实现的OSD电路进行验证比较。OSD字符索引电路部分使用到的存储器资源可以分为字符编码存储器、行字符数存储器、字符行寄存器3种。以生成图6中所示菜单为例分析2种算法下OSD字符索引电路对存储器资源的使用情况，将结果列于表1中。

从表中可以看出，以二步索引算法实现的字符索引电路使用了8个bytes的行字符数存储器和1个byte的字符行寄存器，而以逐字索引算法实现的字符索引电路在这2类存储器上的使用量均为0。但是，后者在字符编码存储器的使用上却达到了96 bytes，远远多于前者50 bytes的使用量。从表1中可以看到，前者对存储器资源的总使用量比起后者减少了很大一部分。随着菜单尺寸的增加和显示的字符信息的增加，二次索引算法对存储器资源的节省效果也会更加的显著。

4 结束语

采用模块化设计方法实现的OSD电路，作为视频格式处理芯片的子电路模块，对硬件资源的使用将影响到整块芯片的电路性能。本文针对OSD电路中以存储器为硬件资源的主要开销这个特点，提出了采用二步索引算法实现的一种改进型字符索引结构的OSD电路。引入字符行寄存器和行字符数存储器，通过对行字符数和字符编码的二步索引，从而得到了菜单的显示信息，同时大大地降低了对存储器资源的使用。该算法的硬件结构简单，易于实现，在实现了同样的电路功能的前提下，大大节省了硬件资源的开销。

本文所介绍的基于二步索引算法实现的改进字符索引结构的OSD电路，将作为子模块电路集成于一款视频格式转换多媒体芯片的系统中，为其提供人机交互功能。该系统可应用于汽车电子、视频显示等多媒体处理场合。