軟硬件接口設(shè)計實現(xiàn)及其在視頻系統(tǒng)中應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計中有著廣泛的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計的需求。硬件可以實現(xiàn)精確時序控制，或是針對已有算法通過硬件化算法實現(xiàn)算法的加速。在實現(xiàn)了硬件模塊的設(shè)計后，面臨的問題就是如何快速高效地實現(xiàn)軟硬件接口，以實現(xiàn)軟硬件間數(shù)據(jù)及控制信號的交互。
　　本文設(shè)計了一種含有多幀環(huán)形緩存結(jié)構(gòu)，DMA控制器，異步FIFO及從控制接口的軟硬件接口結(jié)構(gòu)框架。套用該框架可以完成大多數(shù)硬件模塊與軟件代碼之間的交互設(shè)計。該結(jié)構(gòu)中異步FIFO實現(xiàn)了軟硬件接口對不同的接

2、口形式，不同吞吐能力，不同實時性要求的串行接口適配。提出的軟硬件接口結(jié)構(gòu)中大部分組件接口簡單，應(yīng)對不同的系統(tǒng)需求時，可以通過設(shè)置參數(shù)，或改變配套模塊的方式實現(xiàn)新的需求，針對類似需求的系統(tǒng)實現(xiàn)，絕大多數(shù)組件可以實現(xiàn)復(fù)用。DMA控制器為采用多個簡單內(nèi)部組件構(gòu)成，修改組件參數(shù)，替換等價輸出的不同組件，可以靈活改變DMA的功能。改變幀結(jié)束控制組件可以將模塊應(yīng)用于不同長度的固定長度數(shù)據(jù)幀傳輸，或不定長度的數(shù)據(jù)幀傳輸。多幀環(huán)形緩存作為兩個硬件算法模

3、塊間數(shù)據(jù)交換的暫存區(qū)時，通過一組寫/讀環(huán)形緩存控制器的當前讀寫計數(shù)器，緩存有效狀態(tài)，讀端有效位清除信號實現(xiàn)讀寫模塊間的自動配合工作。采用設(shè)計的軟硬件系統(tǒng)接口結(jié)構(gòu)，本文完成了一種基于Avalon-MM總線協(xié)議的總線組件的具體實現(xiàn)。通過該實現(xiàn)，完成了本文中軟硬件系統(tǒng)接口結(jié)構(gòu)中功能部件的具體細分，并對每種組件提供了至少一種實現(xiàn)方式?；谔岢龅木唧w組件實現(xiàn)方案，完成了一個有多個硬件接口特點要求的子系統(tǒng)的視頻處理系統(tǒng)。實現(xiàn)了從原始同步視頻信號輸入