在高清晰LCD HDTV 中使用Cyclone III FPGA
引言
當(dāng)今的液晶顯示(LCD) 技術(shù)在高清晰電視(HDTV) 領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其挑戰(zhàn)在于如何獲得更高的分辨
率，實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)速率。提高數(shù)據(jù)速率需要專業(yè)圖像處理算法來支持快速移動的視頻。業(yè)界遇到的主要
問題是：怎樣實現(xiàn)這些算法，率先將產(chǎn)品推向市場，并且能夠控制好產(chǎn)品功耗?
為解決這一問題，當(dāng)硬件平臺和不同尺寸的LCD 顯示屏連接時，設(shè)計人員需要確定怎樣重新配置圖像處理
算法。面積較大的LCD 顯示屏需要更快的數(shù)據(jù)速率，因此，難點在于怎樣根據(jù)顯示屏大小來調(diào)整數(shù)據(jù)速率。
采用新的低成本Cyclone? III FPGA 系列很容易處理這些問題。設(shè)計人員可以在Cyclone III FPGA 中應(yīng)用
圖像處理算法，轉(zhuǎn)換數(shù)字視頻信號并映射至顯示屏。而且，設(shè)計人員還可以充分發(fā)揮Cyclone III FPGA 的
靈活性，重新配置圖像處理算法，針對面積較大的顯示屏來提高數(shù)據(jù)速率。所以，設(shè)計人員能夠為所有類
型的LCD 顯示屏開發(fā)通用硬件平臺。
Cyclone III FPGA 的優(yōu)點
Cyclone III FPGA 在數(shù)字電視和顯示屏應(yīng)用上非常靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳成本和性能。LCD 電視生產(chǎn)商可以
把Cyclone III FPGA 當(dāng)做協(xié)處理器，運(yùn)行實時嵌入式操作系統(tǒng)，控制所有的顯示設(shè)備。除了顯示中心控制
以外，設(shè)計人員還可以在數(shù)據(jù)通道上結(jié)合使用Cyclone III FPGA 和ASSP，進(jìn)行特殊視頻和圖像處理。例
如，F(xiàn)PGA 適合實現(xiàn)選擇顯示功能，在視頻流中進(jìn)行實時圖像縮放。
Cyclone III FPGA 含有288 個經(jīng)過優(yōu)化的硬核數(shù)字信號處理(DSP) 模塊，構(gòu)成了視頻和圖像處理的基本單
元。DSP 模塊具有高速并行處理能力，適合執(zhí)行DSP 應(yīng)用程序，例如需要較高數(shù)據(jù)吞吐量的圖像處理任務(wù)
等。最常用的DSP 功能包括有限沖擊響應(yīng)(FIR) 濾波器、復(fù)數(shù)FIR 濾波器、快速傅立葉變換(FFT)、離散余
弦變換(DCT) 和相關(guān)器等。這些功能是HDTV 以及其他綜合LCD 應(yīng)用的基本模塊。
新技術(shù)克服了HDTV 中的障礙
目前的大屏幕顯示會把很小的瑕疵放大為很大的圖像失真，導(dǎo)致消費(fèi)者不愿意購買大屏幕顯示設(shè)備。顯示
設(shè)計人員必須采取措施濾除這些瑕疵，平滑鋸齒邊沿以及快速抖動等。
實現(xiàn)這類圖像處理邏輯可以采用ASSP、ASIC 或者FPGA。然而，對于設(shè)計人員而言，ASSP 無法突出企業(yè)的
產(chǎn)品優(yōu)勢，而ASIC 的開發(fā)時間很長，價格昂貴。只有FPGA 能夠快速靈活地實現(xiàn)設(shè)計，搶在競爭對手之前
把產(chǎn)品推向市場。在目前的市場上，Cyclone III FPGA 的成本和功耗要比任何其他FPGA 都低，使FPGA 成
為圖像處理領(lǐng)域更愿意選擇的解決方案。
此外，當(dāng)今新的HDTV 為人們提供了更好的視覺體驗，但常常要處理已有的標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD) 輸入信號。顯
示設(shè)備公司希望能夠增強(qiáng)SD 輸入圖像，采用縮放功能，而這都可以在Cyclone III FPGA 中利用Altera?
視頻和圖像處理包提供的內(nèi)核來輕松實現(xiàn)。表1 列出了各種MegaCore? 功能。