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随着深亚微米工艺技术的快速发展,SoC技术成为超大规模集成电路发展的必然趋势。在SoC平台上集成视频系统有着极高的实用价值,对于其在手机通信、数码相机、监控系统、影音播放等领域的应用有着重要意义。本研究目标是在聚芯SoC1000C的架构基础上,建立支持完整视频功能的高性能系统级SoC芯片——聚芯SoC1100。主要研究内容及结果如下:
⑴分析了几种优秀的视频SoC系统方案,并针对聚芯SoC1000C的系统结构特点,提出了支持视频处理的聚芯SoC1100的系统结构。该系统结构中,视频采集子系统、编码处理子系统和视频输出子系统并发的进行视频信息的各项处理。聚芯SoC视频系统的一个突出特点是可支持四路视频信息的采集和合成。
⑵针对视频系统的I/O需求,设计了视频采集和输出的IP模块。设计实现了Camera Interface视频采集模块,对输入的BT656和BT601视频流进行统一化处理,实现了视频图像尺寸自动探测和自同步防抖处理。设计实现了BT output模块,对LCD视频信息进行格式变换、自同步和同步信息嵌入等处理,实现了视频信息的BT656/601编码输出。
⑶为了满足AVS编码器的缓冲需要,特别设计了DMA的八帧缓冲方案,通过软硬件协同控制DMA和AVS编码器的运行,实现了视频采集和AVS编码的时序同步。
⑷为了保证SoC系统能够满足设计需求,实现了一套完整的功能验证方案,包括SystemVerilog模块级功能验证平台,系统集成虚拟验证环境与FPGA原型验证平台。在模块级验证平台中,设计了精度分析单元,用来确定颜色空间转换的精度。在集成虚拟验证环境中,设计了特别的总线监视器,对输出AVS码流进行记录,并分析了系统的带宽和编码速率等性能参数。在FPGA环境下,通过硬件原型平台,成功的验证了视频系统的各项功能。