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辽宁快乐12时开奖结果:高清晰LCD HDTV中使用Cyclone III FPGA技術

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概要:活性,重新配置圖像處理算法,針對面積較大的顯示屏來提高數據速率。所以,設計人員能夠為所有類型的LCD 顯示屏開發通用硬件平臺。Cyclone III FPGA 的優點Cyclone III FPGA 在數字電視和顯示屏應用上非常靈活,能夠實現最佳成本和性能。LCD 電視生產商可以把Cyclone III FPGA 當做協處理器,運行實時嵌入式操作系統,控制所有的顯示設備。除了顯示中心控制以外,設計人員還可以在數據通道上結合使用Cyclone III FPGA 和ASSP,進行特殊視頻和圖像處理。例如,FPGA 適合實現選擇顯示功能,在視頻流中進行實時圖像縮放。Cyclone III FPGA 含有288 個經過優化的硬核數字信號處理(DSP) ???,構成了視頻和圖像處理的基本單元。DSP ??榫哂懈咚儼⑿寫砟芰?,適合執行DSP 應用程序,例如需要較高數據吞吐量的圖像處理任務等。最常用的DSP 功能包括有限沖擊響應(FIR) 濾波器、復數FIR 濾波器、快速傅立葉變換(FFT)、離散余弦變換(DCT) 和相關器等。這些功能是HDTV 以及其他綜合LCD 應用的基本???。新技術克服了HDTV 中的障礙目前的大屏幕顯示會把很小的瑕疵放大為很大的圖像失真,導致消費者不愿意購買大屏幕顯示設備

高清晰LCD HDTV中使用Cyclone III FPGA技術,//www.rjrpnh.com.cn

  當今的液晶顯示(LCD) 技術在高清晰電視(HDTV) 領域得到了廣泛應用,其挑戰在于如何獲得更高的分辨率,實現更快的數據速率。提高數據速率需要專業圖像處理算法來支持快速移動的視頻。業界遇到的主要問題是:怎樣實現這些算法,率先將產品推向市場,并且能夠控制好產品功耗?

  為解決這一問題,當硬件平臺和不同尺寸的LCD 顯示屏連接時,設計人員需要確定怎樣重新配置圖像處理算法。面積較大的LCD 顯示屏需要更快的數據速率,因此,難點在于怎樣根據顯示屏大小來調整數據速率。

  采用新的低成本Cyclone? III FPGA 系列很容易處理這些問題。設計人員可以在Cyclone III FPGA 中應用圖像處理算法,轉換數字視頻信號并映射至顯示屏。而且,設計人員還可以充分發揮Cyclone III FPGA 的靈活性,重新配置圖像處理算法,針對面積較大的顯示屏來提高數據速率。所以,設計人員能夠為所有類型的LCD 顯示屏開發通用硬件平臺。

  Cyclone III FPGA 的優點

  Cyclone III FPGA 在數字電視和顯示屏應用上非常靈活,能夠實現最佳成本和性能。LCD 電視生產商可以把Cyclone III FPGA 當做協處理器,運行實時嵌入式操作系統,控制所有的顯示設備。除了顯示中心控制以外,設計人員還可以在數據通道上結合使用Cyclone III FPGA 和ASSP,進行特殊視頻和圖像處理。例如,FPGA 適合實現選擇顯示功能,在視頻流中進行實時圖像縮放。

  Cyclone III FPGA 含有288 個經過優化的硬核數字信號處理(DSP) ???,構成了視頻和圖像處理的基本單元。DSP ??榫哂懈咚儼⑿寫砟芰?,適合執行DSP 應用程序,例如需要較高數據吞吐量的圖像處理任務等。最常用的DSP 功能包括有限沖擊響應(FIR) 濾波器、復數FIR 濾波器、快速傅立葉變換(FFT)、離散余弦變換(DCT) 和相關器等。這些功能是HDTV 以及其他綜合LCD 應用的基本???。

  新技術克服了HDTV 中的障礙

  目前的大屏幕顯示會把很小的瑕疵放大為很大的圖像失真,導致消費者不愿意購買大屏幕顯示設備。顯示設計人員必須采取措施濾除這些瑕疵,平滑鋸齒邊沿以及快速抖動等。

  實現這類圖像處理邏輯可以采用ASSP、ASIC 或者FPGA。然而,對于設計人員而言,ASSP 無法突出企業的產品優勢,而ASIC 的開發時間很長,價格昂貴。只有FPGA 能夠快速靈活地實現設計,搶在競爭對手之前把產品推向市場。在目前的市場上,Cyclone III FPGA 的成本和功耗要比任何其他FPGA 都低,使FPGA 成為圖像處理領域更愿意選擇的解決方案。

  此外,當今新的HDTV 為人們提供了更好的視覺體驗,但常常要處理已有的標準清晰度(SD) 輸入信號。顯示設備公司希望能夠增強SD 輸入圖像,采用縮放功能,而這都可以在Cyclone III FPGA 中利用Altera?視頻和圖像處理包提供的內核來輕松實現。表1 列出了各種MegaCore® 功能。

  表1. IP MegaCore 功能

  


  視頻輸入格式

  在典型的數字LCD 電視結構( 圖1 所示) 中,調諧器??榭梢允俏佬?、地面或者電纜解調器,含有MPEG2或者MPEG4 解碼器。除了數字顯示調諧器信號以外,典型的LCD 電視還提供外部視頻輸入,例如DVI( 數字視覺接口) 或者HDMI( 高清晰多媒體接口)、模擬RGB、CVBS、S 視頻和復合視頻信號等。

  LCD HDTV 監視器必須能夠處理各種視頻輸入格式。有的格式可以直接映射到顯示屏上,而有的格式必須重新縮放才能正常顯示。


  圖1. 典型的數字LCD 電視結構圖

  Nios 嵌入式處理器

  出于多種考慮,設計人員在實現控制功能上沒有采用硬件邏輯( 通常以狀態機的形式),而是轉向Nios?II 嵌入式處理器。首先,其設計調試要比HDL 簡單。除了簡化開發之外,設計人員還希望CPU 和工具包能夠通用,適合多種應用。而且,Nios II 軟核處理器是性價比非常高的解決方案,不需要外部處理器,設計人員可以把它嵌入到現有FPGA 設計中,沒有額外成本。

  對于DTV 應用,Nios II 處理器控制所有的數據流,包括:

  將視頻流送至顯示屏

  遠程控制處理

  常規的管理任務

  處理條件訪問接口,例如智能卡等

  從視頻流中解密控制字

  FPGA 的優點

  LCD HDTV 的核心是其圖像處理和時序控制??? 如圖2 所示)。圖像處理??橥ǔ0ㄉ杷俾首黃?、幀速率轉換器、色彩解碼器、移動探測、scalar 和去隔行等功能。


  圖2. 典型的LCD 電視接口結構圖

  HDTV LCD 顯示屏的色彩響應時間取決于色彩內容,要比傳統的顯示器慢。這對圖像處理算法而言是一種挑戰,需要進行更多的處理來消除相關的顯示瑕疵。Cyclone III FPGA 在設計上的靈活性有很大優勢,設計人員可以在器件中重新設計算法,而不用重新編程。

  更重要的是Cyclone III 系列在密度、板上存儲器和 I/O 等很方面的處理能力非常強,設計人員可以利用這些資源針對最終產品設計合適的應用程序。

  例如,上面的設計使用一個時序控制器通道,實現小屏或者低分辨率顯示。而利用Cyclone III FPGA,設計人員可以使用兩通道時序控制器,支持分辨率更高的顯示屏或者尺寸更大的( 大于36 英寸) 顯示屏。在這些應用上,Cyclone III 系列的特性要優于任何其他低成本FPGA,這些特性包括:

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