基于SOPC技术的多功能车载终端设计

　　在本终端系统设计中， 采用了模块化的设计理念， 通过对车载终端功能的分析， 确定了该系统所需的关键功能模块， 并对功能模块与EP1S10之间的接口进行了规范。系统框图中， CDMA 无线通信模块、GPS定位模块通过串口和EP1S10相连接;WTS701文本合成模块通过SPI- master 总线和EP1S10相连接; FRAM信息存储模块通过I2C 总线和EP1S10相连接， 这些接口在SOPCBu ilder的通信工具目录下以免费IP核的形式提供。另外， 人机接口模块涉及显示和键盘， 需要通过I /O 定义时序控制总线来处理; 视频图像采集模块需要更复杂的逻辑控制接口来实现， 下面对该模块设计进行介绍。

　　视频图像采集模块由SAA7111 和ZR36060组成， StratixTMFPGA通过相应的接口来控制SAA7111的工作状态， 并获取经过ZR36060压缩后的数字视频数据。SAA7111是功能强大的可编程视频输入处理芯片， 它可将摄像机输出的PAL、NTSC 等不同制式的模拟复合全电视信号解码成亮度、色度信号。

　　输出的数字视频信号格式有411YUV ( 16)、422YUV( 12位)、422YUV或CCIR- 656( 8位)、565RGB( 16位)、888RGB( 24位)等可供选择。此外还提供了象素、时钟信号、行场等多种同步信号。其所有的可编程功能是通过I2C 总线对内部的32个寄存器相应的控制位置相应的数值来完成的， 而StratixTM FPGA的I2C 接口可以很方便地对其进行编程和控制。

　　ZR36060主要完成对数字视频图像的压缩， 输出标准JPEG格式的文件。压缩数据可以主方式从压缩数据端口或以从方式从控制端口输出， 两种方式都有握手功能以便进行数据流控制， 它可以和SAA7113实现无缝结合。StratixTM FPGA 与视频图像采集模块之间的接口如图2所示。

图2 StratixTM FPGA 与视频图像采集模块之间的接口。

　　视频图像压缩模块ZR36060工作于16b it代码宽度的从模式， Stra tixTM FPGA 通过使用不同的片选线和启动转换线， 可以控制四路视频图像压缩模块的工作。两路I2C总线和SAA7113的IICSA管角配合， 可以设置四路图像采集模块的工作状态。通过S trat ixTM FPGA 要实现对图像采集和压缩模块的正常操作， 就是要根据ZR36060的接口时序图， 应用SOPCBu ilder设计合理的接口控制逻辑， ZR36060的接口时序如图3所示。

　　在SOPC开发工具中， 调用并行输入输出模块( PIO )， 就可以构造操作该图像压缩模块的逻辑接口， N ios嵌入式软核利用该逻辑接口， 就可以将压缩后的图像数据保存在SDRAM 中， 同时可以实现对SAA7113和ZR36060模块工作状态的正确设置。

图3 ZR36060被动模式的接口时序

　　4 软件系统设计

　　完成系统设计后， 可以使用SOPC Bu ilder的System Generation页或使用命令行生成系统。SOPCBuilder软件自动生成所有必要逻辑， 用以将处理器、外围设备、内存、总线、仲裁器、IP内核及到达系统外逻辑和存储器的接口集成在一起， 并建立将组件捆绑在一起的HDL源代码。