用FPGA和单片机设计黑白四画面分割器

【摘　要】　介绍了用FPGAXCS10XL和单片机MSU2964设计黑白四画面分割器的方法。
     关键词:黑白四画面分割器,现场可编程门阵列,I2C总线存储器

　　近年来，随着视频监控系统在各个领域的广泛应用，作为其组成之一的多画面分割器的应用也愈来愈普遍。使用一台四画面分割器，在一台监视器上可同时监控四个目标，且只需使用一台录像机便可对四路视频信号同时录像。目前，多画面分割器有黑白／彩色四、九、十六画面分割器共六种类型。一般说来，多画面分割器除了画面分割功能外，还有视频信号切换功能及报警输入功能：视频信号切换功能是指多画面分割器有一路视频输出是输入视频信号的顺序切换，且切换时间可调；报警输入功能是指当某监控目标有异常发生时，画面分割器能报警，且画面上相应地叠加有报警信息，或将报警信息存储起来以便日后查阅。
　　设计多画面分割器若使用专用的DSP芯片，可满足对速度的要求，但开发周期较长，产品的调试修改及升级比较困难，且成本较高。而FPGA器件具有集成度高、体积小、功耗低、设计灵活及价格较低等优势，因而目前多画面分割器的设计基本上采用FPGA作为其中的视频信号处理器件。由于FPGA的功能由其内部的编程数据来确定，而编程数据的装载几乎都是上电后由单片机来实现的，因此多画面分割器必须要有单片机。由此可见，多画面分割器是一个以FPGA器件和单片机为核心，外加A／D、D／A、帧存储器、存储器、时钟和字符叠加等辅助芯片组成的一个系统。黑白四画面分割器的组成方框图如图1所示。下面具体介绍黑白四画面分割器的设计方法。