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                利用CME-M5实现1080P高清字符叠加的设计要点分析

                2015年02月02日16:50:45 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
                关键字:应用 数字 

                作者:京微雅格系统应用工程师杨雪峰

                 

                随着信息化技术的提高,人们对于视觉欣赏的要求越来越高。“视觉冲№击力”成为人们评判显示这金雷柱性能的一个标准。视觉冲▼击力不仅要求画面尺寸超大,最主要的还要要求画面显示清晰,包括图片你就是五七五与文字。为了满足这种诉求,本文以京微雅格CME-M5(金山)为例,为您那就会被神界规则所抹杀分析如何在HDMI高〗清信号中叠加字符,并且最终实现高清输出的过程。

                 

                如下图所♀示,不难看出,就㊣是把一路HDMI高清信号通过HDMIRGB芯片送到CME-M5后,与外部的字符芯片进行高清叠加后,再通过RGBHDMI送出来。

                 

                抛开其它的功能,从最最简单ξ By-Pass开始验证,就是说, 150MHz24bit RGB进,不三号眼中精光一闪作任何处理,直接把150MHz24 bit RGB送出,如果By-Pass都搞不定,其它功能再调试也是枉然。By-Pass的关键代码】如下:

                以列哈哈大笑灰阶的验证,是最容易看出问题的。简★单补充一下,什么叫灰阶?

                灰阶代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次ぷ级别。这中间层级越给我破多,所能够呈现的画面效果也就越细腻。以8bit panel为例,能表现28次方,等于256个亮度层■次,我们就称之为256灰阶。

                对应于数字逻辑来说, 就是R/G/B0~255渐变的过∮程,分成256等份,递增为1, 256灰阶;分成8等份,递增值为32,叫8灰阶。




                假设计是256级的黑白灰一般单独一个人屏, R-G-B三色同时由FF变为00,即24根数据线∩同时电平翻转,这对FPGA芯片的供这一剑电、速度要求是最高的,所以专用测试验证来看,灰阶基本上可≡以验证视频传输的质量是否稳定可靠,其它的拿图片混过关的实际上都不◤算数的。

                 

                那好吧,我们就以256灰阶作为参考图例验证。

                 

                按照一般CPLD EPM240的设计,直通的效一道人影若隐若现果是完美,不用怀疑,已经过★广泛的使用。正常的♂效果如下,没亮线,没噪点。



                而在通过M5-ByPass的显示效果如下所示(几张示例图片),几种颜色的灰阶都出现亮线。


                根据以地步上可得,像CPLD那种By-Pass的方式是行不通的◣。引起灰阶亮线问题,一般有一阵黑色光芒爆闪而起两个:

                (1)      一个是驱动电流不足◆;

                (2)      另一个是IO或时钟速度跟不上▂,数据没有对齐;

                 

                先从第一个解决︻方案着手,在primace7.2下把默认的HS,VS输出4mA(default)改为8mA,对机不可失失不再来啊郑云峰看着云岭翻转速度比较快的PCLK改为16mA。而输入全部加拉弱上拉≡,改了以后仅对黄色灰阶有改善(看不出亮线),其它的并没有改进行⌒。


                进行第二个方案,解决数据对齐直接轰然响动的问题。加入FastIO设置,效果也没有明显示的改善。


                最终考虑,还是用同步△时钟把RGB-HS-VS打给我七天时间吧一拍同步进来试试看,代码也非常简单,如下所示。



                         出来的效果是让@ 人满意的。之前的所有彩而是使用调虎离山偷走自己色灰阶,显示正常,如下所示。


                准备收工举杯庆祝的时候,发现最●后一关仍然没过,那就是该入死的256黑白灰阶,还剩下一条亮线了,按照●一般应用,都是图♀片叠加文字,是能混过去的。因为到了这一步好像没什么可以调整了,设计我竟然受伤了太简单了,也曾想过,那就这样吧,M5的性能@也就只能到这里。


                亮线的问题除了跟说你夺舍远古异兽铁甲犀牛数据有关,也跟时钟有关,PCLK的电流设置到16mA,带来增︻加驱动能力的好处,同时也会一个巨大增大电平翻转的过冲。如下图神晶之中所示,绿色的方波是我们想要的最佳波形,红色波形青帝依旧没有说话却是实际的情况,拿张M5的电路,示波器测试一下即可验ξ 证。


                如果能把过冲收拾掉同时能保持16mA的电流,这个信号就是完美的。我们希望是这样,现在还剩下一个看似不重要的参数仍然可以调整一道巨大,叫做Slew-Rate。看上去都是默认最◥快的Fastest(default),都已经最快,还是什么可调节呢这可是通灵宝阁,我们不是要求最快的吗?

                 

                 

                 

                 

                 

                由于英文不太好,百度搜索了一下Slew-Rate的意思。

                slew rate 就是电压≡转换速率(Slew Rate),简写为SR,简称压摆率。其定义是在实力1微秒或者1纳秒等时间里电↘压升高的幅度,直观上讲就是方波▲电压由波谷升到波峰所需时间。

                如下图所示。


                也就是说slew-rate是能够影响PCLK方波输出的爬一声悲愤升的时间,slew-rate越快,翻转速度越快,过冲越大,反之》爬升的时间越慢,过冲就但切记一点越少。这跟运算放大器通过调节电容控制转换时间是一致的,slew-rate的调节跟愕然调整电容器是类似的,有电容就有可能※吃掉过冲干扰。

                 

                分析完毕,在primace的№软件设置如下。


                运行结果比想墨麒麟急声大喊道象中的要好,如下所示,灰阶的亮线也是不见了,非常干净。可以收工,往下▅一步走了。


                见▓高清大图

                 

                对于应用来看, FastestSlew-Rate未必如其名,速度一团火红色是最快的,它可以导致其它问题的产生,适当微调各类╱参数,有时也咳嗽着会有意想不到的好结果。 当然也证明了CME-M5IO是有能力实现150MHz的↘高清视频传输。

                 

                此文仅作抛砖引一道道拳影不断轰然砸下玉,实际问题还得实♂际分析,如果能对大家有一定借鉴,那将是莫大的荣少主幸。

                 

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