幀率變換系統(tǒng)中片上像元緩存設(shè)計與硬件實現(xiàn).pdf

1、在目前的數(shù)字電視領(lǐng)域,由于液晶面板的固有缺陷,視頻在播放時會出現(xiàn)運動模糊、殘影等現(xiàn)象,給觀看者的視覺體驗帶來了嚴重的影響。一種有效的方法就是通過幀率變換技術(shù),提高視頻的幀率,平滑物體的運動,有效提高視頻的顯示質(zhì)量。本文的主要工作即為幀率變換系統(tǒng)中核心模塊像元緩存的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　在幀率變換系統(tǒng)中,像元緩存作為數(shù)據(jù)的存儲模塊,負責所有像元數(shù)據(jù)的輸入輸出操作。根據(jù)幀率變換算法的處理流程,本設(shè)計采用了3級流水的數(shù)據(jù)處理模式。首先通過實

2、際的硬件需求分析,選取適當規(guī)格的RAM并組織其拼接排列方式,設(shè)計了相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)能夠滿足5ns的時鐘周期要求。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了像元緩存的數(shù)據(jù)讀寫總位寬、編址方法與像元緩存訪問方式。其次,根據(jù)像元緩存的具體功能,將其劃分為預(yù)讀取寫操作、緩存訪問讀操作以及輸出控制三大部分,給出了所有子模塊的詳細設(shè)計架構(gòu)和硬件實現(xiàn)細節(jié),并設(shè)計與實現(xiàn)了像元緩存輸出數(shù)據(jù)的處理模塊,其主要包括數(shù)據(jù)校準與濾波,完成了像元的截取、亞像素計算等功能。

3、　　本文還對像元緩存的設(shè)計進行了優(yōu)化,采用了稀疏區(qū)的設(shè)計方法,在現(xiàn)有硬件架構(gòu)下實現(xiàn)了稀疏區(qū)存儲和稀疏區(qū)插值的功能,從而達到節(jié)省一半片上RAM容量的目的。
　　最后,采用Verilog HDL語言對本文的設(shè)計進行了實現(xiàn),利用IC仿真與綜合工具對設(shè)計進行驗證。最后的綜合結(jié)果表明,在200MHz工作頻率限定條件下,該系統(tǒng)能夠滿足一個基本塊內(nèi)插三幀處理所需的時序要求。本設(shè)計的像元緩存在65nmCMOS工藝下所占總面積約3.7222mm。<