高清幀率變換系統(tǒng)控制通路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著高清數(shù)字電視的發(fā)展,視頻質(zhì)量的提升帶來(lái)龐大的數(shù)據(jù)量,為了降低傳輸帶寬,只能盡量壓縮輸入視頻幀率。然而,目前主流顯示器的刷新頻率遠(yuǎn)高于視頻幀率,另外液晶的特性也使得當(dāng)顯示器顯示低幀率視頻時(shí)會(huì)發(fā)生重影、模糊等不良現(xiàn)象。在這種情況下,能夠用于高清視頻的幀率變換技術(shù)將能很好的解決上述問(wèn)題,有效提高視頻顯示質(zhì)量。
　　本文開(kāi)始介紹了設(shè)計(jì)中采用的基于3DRS的幀率變換算法,并給出了算法的整體硬件架構(gòu)。在此設(shè)計(jì)中,關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)在于如何控制

2、整個(gè)數(shù)據(jù)流程,從而在盡可能短的時(shí)間內(nèi)處理完龐大的數(shù)據(jù)。本文中重點(diǎn)設(shè)計(jì)了幀率變換系統(tǒng)的控制通路。首先設(shè)計(jì)了整體流水線處理結(jié)構(gòu),合理劃分系統(tǒng)流水模塊,使得各級(jí)流水處理時(shí)間接近,減少了每級(jí)流水的空轉(zhuǎn)周期;并根據(jù)像素、矢量之間的數(shù)據(jù)依賴(lài)性采用塊處理方法,減少每級(jí)流水間的數(shù)據(jù)依賴(lài),提高系統(tǒng)并行程度。其次根據(jù)系統(tǒng)片上像元緩存的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種可以復(fù)用的緩存訪問(wèn)方法,合理安排了像元緩存讀寫(xiě)順序,以及其他模塊對(duì)像元緩存的訪問(wèn)順序,提高像元緩存利用率。最后

3、給出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程,并在塊處理器中實(shí)現(xiàn)了控制通路,且對(duì)其中關(guān)鍵模塊進(jìn)行了優(yōu)化,提高其實(shí)現(xiàn)性能。
　　接下來(lái)本文設(shè)計(jì)了整體系統(tǒng)的驗(yàn)證方案,并完成了高清幀率變換系統(tǒng)控制通路的綜合、仿真和驗(yàn)證工作。通過(guò)Cadence的IMC軟件對(duì)塊處理器進(jìn)行代碼覆蓋率檢查,各個(gè)子模塊的代碼覆蓋率都在95％以上,保證了塊處理器驗(yàn)證的完備性;并用RC軟件對(duì)塊處理器進(jìn)行綜合,塊處理器在65nmCMOS工藝下所面積為145184um2。最終實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)

4、完全可以滿足設(shè)計(jì)性能要求,即在200MHz的主頻下,完成高清視頻從1080P@60Hz向1080P@240Hz的4倍幀率變換。
　　最后,基于已實(shí)現(xiàn)的高清幀率變換系統(tǒng),提出了超高清幀率變換系統(tǒng)的架構(gòu)。為了滿足更大數(shù)據(jù)量處理的需求,在算法上對(duì)塊大小以及搜索區(qū)域進(jìn)行了優(yōu)化,在架構(gòu)上對(duì)像元緩存及像元緩存訪問(wèn)方式都進(jìn)行了修改。并且針對(duì)周期數(shù)緊張的情況,提出了包括握手信號(hào)優(yōu)化、減少運(yùn)動(dòng)矢量等策略,解決了超高清系統(tǒng)周期不足的情況,從而能滿足系