采用FPGA实现视频应用中的OSD设计
近年来，数字视频监控系统在银行、高速公路、楼宇等各个领域取得了广泛的应用。在数字视频监控系统中，OSD(On Screen Display)技术是不可或缺的部分。OSD为用户提供友好的人机界面，能够使用户获得更多的附加信息。
系统构成
本文介绍的系统是基于TI DSP TMS320DM6?3与FPGA的完整视频监控系统，支持1路视频的输入和1路视频输出，此外还提供网络接口。
视频输入采用TI的高性价比视频解码器TVP5150A来实现，TVP5150A可实现两路复合视频输入或一路S-video视频信号的采集。通过I2C进行寄存器配置，输出数字视频信号遵循ITU656标准。
TVP5150A解码后的数字视频信号通过DM6?3的视频端口1传送给DSP，由DSP进行必要的视频处理，由网络接口输出给远端设备。另一方面，DM6?3把从网络接收的视频数据处理后，通过视频端口2，经过FPGA，由SAA7105显示输出，具体结构如图1所示。
输出部分采用SAA7105实现。SAA7105是NXP公司的一款高性能视频编码器，可提供复合视频输出、VGA视频输出以及HDTV高清视频信号的输出。SAA7105的控制也通过I2C实现，接收复合ITU656标准的数字视频信号。
视频处理部分采用的是TI的DSP TMS320DM6?3来实现。DM6?3主频可达600MHz，有2个20位的视频端口，视频端口支持BT.656、Y/C等数字视频接口，DM6?3还集成了网络MAC，可实现网络接入。
硬件性能的发展速度总是很难满足软件的需求。在视频处理越来越复杂的应用中，DSP承担着繁杂的视频处理任务，资源变得非常紧张，所以在本系统设计中，采用了FPGA实现OSD的设计，可以减轻DSP的负担。
OSD实现部分选用的是赛灵思公司的XC3S250E。XC3S250E是赛灵思SPARTAN-3E系列的FPGA，有25万个逻辑门。
图1：基于TMS320DM6?3与FPGA的完整视频监控系统架构示意图。
OSD实现
SAA7105无法实现OSD功能，而由XC3S250E来实现。主控芯片DM6?3只需要通知FPGA要显示的内容和位置，具体的工作由FPGA执行。OSD的逻辑框图如图2所示。
图2：OSD功能框图。
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