独立式多分辨率VGA/DVI压缩存储系统

    基于上述需求，开发了一套基于双FPGA+ARM架构的独立式多分辨率VGA/GVI压缩和存储系统。该系统支持DVI/VGA接口输入，并支持SVGA、XGA、SXGA、UXGA、1080p等任意分辨率的图像压缩和存储，同时能做到音视频同步。另外，该系统采用了双FPGA+ARM架构，提高了系统的灵活性及平台可升级性，拓宽了其应用场合。

    本文主要介绍独立式多分辨率VGA/DVI图像压缩存储系统的核心架构，并给出系统的性能。

    1系统架构与实现

    该系统的整体架构如图1所示。系统采用了双FPGA+ARM的架构，主要包括四部分：图像前端接口电路、预处理模块、图像压缩模块和管理模块。它同时支持VGA和DVI图像源输入，图像源的缓存或部分运算的中间结果通过Flash和外部存储器实现。这里主要介绍该系统中涉及到前端预处理模块和图像压缩核心模块。

    图1中左面一片FPGA主要完成前端预处理，如分辨率检测、色彩转换和图像分析等功能；右面一片FPGA主要用来实现图像实时压缩；ARM对系统进行管理，如压缩后码流管理、网络管理和音频录制等。

图1

    1.1前端预处理模块

    前端接口电路采用AD9888作为前端的视频模数转换器，TI公司推出的TFP403作为DVI接收芯片。前端预处理模块采用Xilinx公司的Virtex4[2]系列的FPGA(XC4VLX40)，它主要完成的功能是分辨率的检测和色彩空间转换等，如图2所示。

图2

    对于标准的VGA接口，不同分辨率下其HSYNC与VSYNC时序不同，系统设计时用一个单独的模块来检测输入端的分辨率。该模块可以通过检测两个相邻VSYNC上升沿间的HSYNC数目来识别VGA信号的分辨率，然后将检测到的分辨率参数送给后端的图像压缩模块，让系统根据对应参数来配置图像采集和图像压缩。