AL700在視頻切換中的應(yīng)用

上海理工大學(xué)光電學(xué)院 杜娟娟 張鳳登

AL700功能框圖及介紹

圖1是AL700的功能框圖，由圖可知AL700含有以下主要功能模塊：
⑴解碼器接口：AL700含有四個(gè)解碼器接口，可以同時(shí)接收4路8位的ITU-R-601/656的4∶2∶2數(shù)據(jù)格式。寄存器03h<0>確定系統(tǒng)的制式，寄存器04h控制同步信號(hào)、數(shù)據(jù)格式等，通過(guò)對(duì)它編程可以支持不同類型的視頻解碼器。04h<2,1>設(shè)置成00,那么輸入數(shù)據(jù)的次序是Cb Y Cr Y，設(shè)置為01，輸入次序是 Cr Y Cb Y ；設(shè)置為10，輸入次序是Y Cb Cr Y ，設(shè)置為11，輸入次序?yàn)镃r Y Cr Y Cb。四個(gè)解碼器由同一組內(nèi)部寄存器控制，所以應(yīng)用中選用同一種視頻解碼器。

⑵解碼復(fù)用控制器：AL700允許四路中的兩路共用一個(gè)解碼器，當(dāng)寄存器08h<4>設(shè)置為1 ，解碼復(fù)用控制器通臩W_A和SW_B輸出控制信號(hào)給解碼器，使得A路與C路分時(shí)使用同一解碼器，B路與D路分時(shí)使用同一解碼器。

⑶編碼輸出接口：AL700支持模擬輸出和數(shù)字輸出，模擬輸出是通過(guò)選用內(nèi)部編碼器實(shí)現(xiàn)的，輸出信號(hào)包括CVBS和S-video；數(shù)字輸出包括8位ITU-R-601/656 4∶2∶2格式和16位ITU-R-601 4∶2∶2格式，數(shù)字輸出可以外接TV編碼器得到模擬信號(hào)。寄存器18h<0>為0使用內(nèi)部TV編碼器，為1則外接TV編碼器。使用內(nèi)部編碼器，不影響數(shù)字輸出，但在內(nèi)部TV編碼時(shí)Y的采樣率在PAL制式下是17.734MHz，在NTSC制式下是14.318MHz,而不是CCIR標(biāo)準(zhǔn)的13.5MHz,將使圖像的水平尺寸變得不標(biāo)準(zhǔn)。寄存器04h<6:5>四種不同的設(shè)置數(shù)字輸出的分量Cb Y Cr Y就有不同的輸出次序，具體設(shè)置格式與輸入一樣。通過(guò)對(duì)內(nèi)部寄存器的編程，AL700支持多種外接TV編碼器。

⑷主機(jī)接口：AL700通過(guò)該接口與主機(jī)通訊，在本應(yīng)用中我們選用AT89c52作為控制AL700的主機(jī)。經(jīng)由這個(gè)接口，主機(jī)對(duì)AL700的寄存器進(jìn)行讀和寫(xiě)操作。AL700支持I2C總線協(xié)議，這一協(xié)議規(guī)定向總線傳送數(shù)據(jù)時(shí)為發(fā)送器，從總線接受數(shù)據(jù)時(shí)為接受器，在這個(gè)控制過(guò)程中，控制傳輸?shù)钠骷侵鳈C(jī)，而被控制的器件則為從機(jī)，時(shí)序方面的規(guī)定不在此贅述。AL700也支持8位數(shù)據(jù)的并行傳輸，引腳SP-SEL為高時(shí)是I2C傳輸模式，為低為并行傳輸模式。并行傳輸時(shí)序如圖2和圖3所示。H_WRB是時(shí)鐘信號(hào)，在它的上升沿進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮鳌_BUS(7:0)是數(shù)據(jù)總線，H-DENB為高說(shuō)明傳輸?shù)氖羌拇嫫鞯牡刂?，低說(shuō)明傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，H_RDB高說(shuō)明主機(jī)在進(jìn)行寫(xiě)操作，低說(shuō)明在進(jìn)行讀操作。

⑸圖像控制器：這個(gè)由20 個(gè)內(nèi)部寄存器共同控制的功能塊是AL700的所在。AL700支持四分屏和滿屏顯示，編程寄存器19h，輸出畫(huà)面就可以在兩者之間切換。圖像在屏幕上的顯示位置和其他性質(zhì)都可以編程，比如寄存器17h-1Fh主要是對(duì)視頻輸出數(shù)據(jù)格式、顯示模式、圖像有無(wú)邊界、邊界寬度、邊界閃爍與否、顯示的水平起始位置和垂直起始位置等顯示性質(zhì)的說(shuō)明，這些說(shuō)明同時(shí)作用于四路圖像；08h-0Fh用于視頻捕獲控制，設(shè)置捕獲圖像的水平和垂直起始位置，水平位置的說(shuō)明以像素為單位，垂直位置的說(shuō)明以行為單位。另外，每個(gè)通道也有自己的畫(huà)面屬性配置寄存器對(duì)該通道邊界閃爍使能、邊界顏色等進(jìn)行控制，寄存器10h-16h完成這些功能。

⑹運(yùn)動(dòng)檢測(cè)：運(yùn)動(dòng)檢測(cè)主要用于VCR的四分屏顯示中。在四分屏和全屏顯示下，AL700還可以對(duì)斷頻進(jìn)行檢測(cè)。在中斷沒(méi)有被屏蔽的情況下，如果視頻傳輸出現(xiàn)中斷，將通過(guò)引腳INTR產(chǎn)生中斷，寄存器03h<4>是1則為高電平觸發(fā)，0則為低電平觸發(fā)。

⑺層疊控制： AL700內(nèi)嵌1K-byte的context Ram和4K-byte的Font Ram。支持內(nèi)部和外部?jī)煞NOSD（在屏顯示），實(shí)現(xiàn)在輸出上層疊控制菜單、文本或標(biāo)題等功能。內(nèi)部OSD有兩種工作模式：1-byte模式和2-byte模式，1-byte模式在碼流中只對(duì)字符編碼進(jìn)行描述，2-byte模式除對(duì)字符編碼還對(duì)字符的其他性質(zhì)如閃爍、背景色、前景色做了說(shuō)明，不管是哪種模式都可以有兩個(gè)獨(dú)立的顯示窗口OSD1和OSD2，兩者疊加的時(shí)候OSD1居上。通過(guò)AL700提供了32個(gè)控制寄存器可以對(duì)OSD進(jìn)行靈活編程。

⑻SDRM接口：該芯片支持1M 16或4M 16的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。猝發(fā)讀寫(xiě)模式下，其讀寫(xiě)時(shí)間為9ns。通過(guò)對(duì)寄存器80h和81h的編程可以對(duì)SDRM各項(xiàng)控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

視頻切換硬件電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計(jì)選用AT89c52作為AL700的主機(jī)控制?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換及視頻數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換由Philips公司的9位視頻處理芯片SAA7113A完成，四路輸入畫(huà)面性質(zhì)、通道切換等控制功能通過(guò)對(duì)AL700的寄存器編程來(lái)完成。圖4 為本設(shè)計(jì)中Al700的硬件電路框圖。

軟件實(shí)現(xiàn)

在對(duì)AL700的軟件編程上，采用FramklinC51語(yǔ)言編寫(xiě)，它可以對(duì)硬件進(jìn)行操作，便于改進(jìn)和補(bǔ)充，具有很強(qiáng)的可讀性、可靠性、結(jié)構(gòu)性，能給用戶提供高質(zhì)量的轉(zhuǎn)換代碼。程序從功能上分為4個(gè)主要部分：主控程序；初始化子程序；中斷服務(wù)子程序。主控程序流程圖如圖5 所示。

主控程序是整個(gè)程序的主干，在完成單片機(jī)的上電自檢、RAM和SFR的初始化之后，主程序主要工作在循環(huán)狀態(tài)，不斷查詢中斷狀態(tài)標(biāo)志，發(fā)現(xiàn)中斷后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的操作。中斷子程序擁有的中斷優(yōu)先級(jí)，響應(yīng)中斷之后，首先判斷指令要進(jìn)行的操作，找出相應(yīng)的控制目標(biāo)，再對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的控制操作。就AL700的編程而言，不論是初始化還是切換控制功能的完成，主要是對(duì)其寄存器的寫(xiě)和讀操作，下面給出并行傳輸模式下寄存器讀寫(xiě)的子程序清單。

void para_setreg(BYTE index, BYTE value) //通過(guò)并行口寫(xiě)寄存器
{
H_RDB_P=1; //主機(jī)處在寫(xiě)狀態(tài)
para_setindex(index); //送寄嫫韉刂?br> para_setvalue(value); //送待寫(xiě)數(shù)據(jù)
H_BUS=0xFF;
H_DENB_P=1;
}
BYTE para_getreg(BYTE index) //讀寄存器
{
BYTE value;
H_RDB_P=0;
para_setindex(index);
value=para_getvalue(); //讀出寄存器中的數(shù)據(jù)
H_BUS=0xFF;
return value;
}
void para_setvalue(BYTE value)
{
H_WRB_P=0;
H_DENB_P=0;
_nop_();
_nop_();
H_BUS=value;
H_WRB_P=1;
}
BYTE para_getvalue(void)
{
H_WRB_P=0;
H_DENB_P=0;
H_BUS=0xFF;
H_WRB_P=1;
return H_BUS;
}
void para_setindex(BYTE index)
{
H_WRB_P=0;
H_DENB_P=1;
_nop_();
_nop_();
H_BUS=index;
H_WRB_P=1;
}