利用CME-M5实现1080P高清字符叠加的设计要点分析

　　假设计是256级的黑白灰屏， R-G-B三色同时由FF变为00，即24根数据线同时电平翻转，这对FPGA芯片的供电、速度要求是最高的， 所以专用测试验证来看，灰阶基本上可以验证视频传输的质量是否稳定可靠， 其它的拿图片混过关的实际上都不算数的。

　　那好吧， 我们就以256灰阶作为参考图例验证。

　　按照一般CPLD EPM240的设计， 直通的效果是完美，不用怀疑，已经过广泛的使用。正常的效果如下，没亮线，没噪点。

　　而在通过M5-ByPass的显示效果如下所示(几张示例图片)，几种颜色的灰阶都出现亮线。

　　根据以上可得， 像CPLD那种By-Pass的方式是行不通的。 引起灰阶亮线问题，一般有两个：

　　(1)一个是驱动电流不足;

　　(2)另一个是IO或时钟速度跟不上，数据没有对齐;

　　先从第一个解决方案着手，在primace7.2下把默认的HS,VS输出4mA(default)改为8mA，对翻转速度比较快的PCLK改为16mA。而输入全部加拉弱上拉，改了以后仅对黄色灰阶有改善(看不出亮线)，其它的并没有改进行。

　　进行第二个方案，解决数据对齐的问题。 加入FastIO设置，效果也没有明显示的改善。

　　最终考虑，还是用同步时钟把RGB-HS-VS打一拍同步进来试试看， 代码也非常简单，如下所示。

　　出来的效果是让人满意的。之前的所有彩色灰阶，显示正常，如下所示。

　　准备收工举杯庆祝的时候，发现最后一关仍然没过，那就是该死的256黑白灰阶，还剩下一条亮线了，按照一般应用，都是图片叠加文字，是能混过去的。因为到了这一步好像没什么可以调整了，设计太简单了，也曾想过，那就这样吧，M5的性能也就只能到这里。

　　亮线的问题除了跟数据有关，也跟时钟有关，PCLK的电流设置到16mA，带来增加驱动能力的好处，同时也会增大电平翻转的过冲。如下图所示，绿色的方波是我们想要的最佳波形，红色波形却是实际的情况，拿张M5的电路，示波器测试一下即可验证。

　　如果能把过冲收拾掉同时能保持16mA的电流，这个信号就是完美的。我们希望是这样，现在还剩下一个看似不重要的参数仍然可以调整，叫做Slew-Rate。看上去都是默认最快的Fastest(default)，都已经最快，还是什么可调节呢，我们不是要求最快的吗?