3、控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　3.1 視頻處理器

圖3. 視頻處理器系統(tǒng)模型

　　視頻處理器主要完成的功能是視頻分割，視頻流控制，畫中畫，白平衡等常用的視頻處理技術。如圖3所示，視頻處理器配有兩路HDMI輸入接口和四路HDMI輸出接口，采用基于ARM+FPGA的系統(tǒng)架構，配合DDR166SDRAM，并提供OLED和用戶接口，實現(xiàn)良好的人機互動能力，方便用戶使用。視頻處理器接收2路HDMI信號，根據(jù)用戶需要，將其融合成為一路HDMI視頻流，并分割為4路XGA格式輸出。

　　內存的數(shù)據(jù)吞吐速度是本設計中的一個重點，如果內存速度不夠，將會導致丟幀，反映到大屏幕上就會出現(xiàn)嚴重的抖動，甚至無法顯示等問題。對于任意分辨率的視頻信號，其總帶寬由公式(1)計算得出。

　　公式(1)中，P為視頻總像素數(shù)量，B為每個像素的色彩深度，R為刷新周期。由公式(1)可以得出1080p@60Hz的視頻信號的總帶寬為：

　　1,920x1,01 8x30bit=3.8Gbps

　　DDR166 SDRAM核心工作頻率僅為166Mhz，但由于DDR采用2BIT預讀取技術，每個時鐘周期處理2bit數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)的SDRAM每周期只處理1bit數(shù)據(jù)。因此DDRSDRAM比傳統(tǒng)的SDRAM的速度快了將近一倍，其每個I/O數(shù)據(jù)吞吐速率可達300Mhz。

　　根據(jù)DDRSDRAM的工作原理，可以得到計算DDRSDRAM帶寬的公式(2)：

　　公式(2)中，B為DDRSDRAM的數(shù)據(jù)位寬，為核心工作頻率，由公式(2)可計算求出主頻率166Mhz位寬30bit的內存的總帶寬為9.9Gbps。但由于動態(tài)內存存在刷新和指令操作，實際帶寬不可能達到這個數(shù)值。

　　對于乒乓操作而言,輸入總帶寬和輸出總帶寬必須滿足下列關系：

　　如果和不滿足公式(3)的不等式關系，那么，在實時處理中將會丟失數(shù)據(jù)包，從而造成大屏幕抖動或不能正常顯示。