电视图像处理仿真系统在PCI总线上的实现

　　引言

　　随着电子技术和电视技术的发展，电视机由黑白电视机发展到模拟彩色电视机，现在已发展到数字彩色电视机。电视机有许多种分类方式，如按所处理的信号，可分为模拟电视机和数字电视机; 按组成元件，可分为集成电路电视机和晶体管电视机。随着集成电路技术的迅速发展，集成电路电视机由 中规模集成电路、大规模集成电路发展到现在的超大规模集成电路电视机。现在已有了许多单片化电视机 及图像处理的集成芯片，本节主要介绍单片化彩色电视机及图像处理的集成电路。

　　集成电路彩色电视机按制式可分为：NTSC制、PAL制和SECAM制等。我国采用PAL制式，标准的PAL制式彩 色电视机也称为PAL-D彩色电视机。典型的PAL-D彩色电视机电路主要由公共通道、伴音通道、解码电路 、图像重显电路、控制电路和电源电路等部分组成。

　　能否实时采集和实时处理电视图像信号是设计仿真系统的关键问题。本系统使用微型计算机仿真电视图像处理系统来对图像进行处理，使用PCI插卡电路，实现图像数据采集数据的实时采集和发送。PCI总线的发展，打破了传统微型计算机数据传送的瓶颈，传统微型计算机总线的最大缺点是传输速率太低，不能实现图像数据的实时传输，PCI总线作为一种同步，且独立于处理器的32位局部总线，其最高工作频率为33 MHz，数据传输峰值吞吐率可达132Mb/s。因而用PCI总线传送1场(256×256×32位数据)信号的时间不大于20 ms。由于电视信号存在空间和时间上的冗余，在仿真系统中，利用PCI总线将数据图像信息直接传输到系统内存中，对数据进行实时传输、存储和处理是可能的。

　　1 系统的结构与功能

　　由于采用了微型计算机作为数据处理系统，因而可使硬件电路设计的工作量大大降低，仿真系统仅需要设计一PCI插卡，就可实现图像数据的适时采集和处理。系统的原理框图如图1所示。

　　采用PCI总线视频处理卡对图像进行预处理和视频A/D转换，再通过PCI总线将数字图像信息写入计算机系统内存。

　　2 PCI总线视频信号处理卡

　　PCI总线视频处理卡由模拟视频信号处理、视频信号A/D转换、PCI总线数据采集和信号传输等部分组成。

　　2.1 视频处理和视频A/D转换

　　视频信号经过电缆传输后有一定的衰减并且迭加上噪声信号，对A/D转换前的原始视频信号进行放大和滤波处理，可以有效增强视频信息，降低噪声干扰。视频A/D转换芯片可供选择的种类比较多。

　　2.2 PCI总线数据采集和信号传输

　　PCI是Peripheral Component Interconnect(外设部件互连标准)的缩写，它是目前个人电脑中使用最为广泛的接口，几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。PCI插槽也是主板带有最多数量的插槽类型，在目前流行的台式机主板上，ATX结构的主板一般带有5～6个PCI插槽，而小一点的MATX主板也都带有2～3个PCI插槽，可见其应用的广泛性。其中包括数据/地址复用总线、接口控制线、仲裁、总线命令、系统线等。在设计中，可采用以下两种方案实现PCI总线的接口设计：