YUV分离的两种FPGA实现

4 性能分析
4．1 操作时间
前面已经叙述过基于面积实现方式，完成一行视频数据的YUV分离输出需要1 408+704个CLK，而由于需要充分利用行消隐期来完成数据的分离输出，因此FPGA与SDRAM之间的频率必须满足一定的差异，这就使得该方式不能获得较高的系统最高工作频率。假设FPGA的工作频率为48 MHz，SDRAM的工作频率为100 MHz，那么实际完成一行视频数据的分离传输需要的时间为1 408×10-8+704×(1／48 000 000)，而基于速度的实现方式，由于采用了两片双口RAM，因此可以在同一缓冲周期分别进行读／写操作，而下一缓冲周期两片双口RAM的操作方式切换，进而完成了数据的无缝缓存与处理，利用流水线的方式使YUV分离数据的输出速度得到了很大的提高，并且使得该模块的系统最高工作频率得到了很大的提高。完成一行视频数据的分离输出需要的CLK个数为1 408+316+704个。假设该模块的工作频率为100 MHz，那么实际完成一行分离数据输出所需的时间为(1 408+316+704)×10-8，通过对比可以发现，基于速度的实现使得系统可以在较高工作频率下运行，利用流水操作，进而实现了速度上的提升。
4．2 硬件资源
由上述可知，基于面积的实现方式只用到了一片双口RAM，而基于速度的实现方式用到了两片双口RAM，且用到了一个二选一多路选择器，同时后者的控制信号明显多于前者，不仅增加了寄存器开销，同时也增加了输入／输出端口的数量。通过对比可以发现，前者在面积上比后者确实有了较大优势。表1为2种实现方式的资源消耗列表。

5 结语
本文提出了YUV分离的两种FPGA实现方法，基于面积的实现利用了一片双口RAM，而基于速度的实现方式利用了两片双口RAM。通过对比发现，前者在消耗资源上获得了较大的改进，对整个系统的集成化有重大作用；而后者采用了两片双端口RAM的乒乓操作流水，实现了视频数据的输出，对提高整个系统的实时性意义重大。无论从面积还是速度为出发点，二种方案对整个系统性能的提高都意义重大。