一种基于FPGA的多路视频通道控制系统设计

2．2 双口RAM及开关信号编码设计

双口RAM分为真、假2种双口。真双口2个端口都可以读写，互不干扰。本次设计根据实际需要，添加的RAM模块一端只读，另一端只写，读写互不干扰。根据上述分析可知，开关控制信号只能知道有开关控制动作发生，但是不能识别具体哪个开关发生了动作。因此，设计中首先利用MegaWizardPlug_In Manager中的宏功能块RAM：2_PORT产生1个双口RAM存储块，然后对这个宏功能模块的参数进行适当调整，产生一个满足自己特定要求的模块，如图5所示。



设计过程中，首先将开关动作进行编码。然后将编码后的数据存进空间大小为8的双口RAM中。当BF561检测到PF9上的脉冲后，在PF中断中读取RAM中指定地址的数据，然后根据这个数据进行开关状态解码并按解码后的控制信息对2块MAX4312器件进行操作以控制视频通道。对开关动作进行的编码程序代码如下：



整个设计有4种开关动作，程序中分别将其编码成数据0l、02、03、04，然后将编码后的这4个数据存入双口模块中，等待BF561来读取并进行解码。图6是SignalTapⅡLogic Analyzer中对脉冲开关向右拨动后存入RAM中的数据进行采样。



程序中RAM的读信号rden_signal是由DSP发送的地址信号DSP_A、BANK选择信号DSP_AMSl以及DSP读信号DSP_ARE进行控制的。当DSP不从双口读取数据时，必须给DSP的数据线赋值高阻，以免影响SDRAM对DSP数据线的操作。赋值指令如下：assignDSP_D=(rden_signal=l 'b1)？DSP_D_TEMP；8 'hzz；其中DSP_D_TEMP是从双口中读取的数据。

3 结论

首先介绍了整个系统的工业背景和硬件架构，然后着重阐述了怎样在FPGA中处理开关控制信号，以达到可靠响应每个开关动作的目的。整个设计程序是在QuartusⅡ平台上用Verilog硬件描述语言编写，利用QuartusⅡ中的下载工具和SignalTapⅡLogic Analyzer工具进行下载、实时采样，并多次调试验证。本次设计已经成功应用于布机告警系统中，每次拨动开关都能准确、可靠的切换视频通道。虽然此系统中只有两种开关，但是整个程序的设计思想对多种开关控制也是通用的，只需在细节上稍作改变就能识别多种开关动作。