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(2)图像数据格式转换。在PAL制模式下ADV7170能接受的图像数据大小为625×1 728，即每帧图像有625行，每行有1 728个像素点，这种格式是国际通用的TTU_R_BT656视频图像格式。ITU_R_BT656定义了一个并行的硬件接口，用来传送一路4：2：2的YCbCr数字视频流和行场所用的控制信号。ITU_R_BT656视频图像格式分为奇场和偶场，奇场313行，偶场312行，每场均有24个消隐行，如图7所示。每行有行开始状态位SAV，行结束状态位EAV，每行对应的场信号F，行信号H，消隐信号V如图8所示。根据BT_656的这种格式特点需要对接受到的红外数字图像进行格式变化。红外热像仪输出的数字图像大小为256×320，即每帧图像有256行，每行有320个像素点。按照数字图像的大小，每行里的每个像素点连续读取4次，奇场和偶场各读取一次图像。即完成图像的扩展，剩余的像素元素使用消隐值进行替代。
FPGA实现上述格式转换过程：将一帧数字图像存入FPGA内部的双口RAM中，由于ADV7170工作在27 MHz时钟频率，所以需要设置一级乒乓缓存操作。乒乓操作是一个常常应用于数据流控制的处理技巧，典型的乒乓操作方法如图9所示。乒乓操作的处理流程描述如下：输入数据流通过“输入数据流选择单元”，等时地将数据流分配到两个数据缓冲模块。在第一个缓冲周期，将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块1”。在第二个周期，通过“输入数据流选择单元”的切换，将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块2”，与此同时，将“数据缓冲模块1”缓存的第一个周期的数据通过“输出数据流选择单元”的选择，送到“数据流处理模块ADV7170”上。在第3个缓冲周期，通过“输入数据流选择单元”的再次切换，将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块1”，与此同时，将“数据缓冲模块2”缓存的第二个周期的数据通过“输出数据流选择单元”的切换，送到“数据流处理模块ADV7170”，依次循环。乒乓操作的最大特点是，通过“输入数据流选择单元”和“输出数据流选择单元”按节拍、相互配合地切换，将经过缓冲的数据流没有时间停顿地送到“数据流处理模块ADV7170”。把乒乓操作模块当作一个整体，站在这个模块的两端看数据，输入数据流和输出数据流连续不断，没有停顿，适合对数据流进行流水线式处理，所以使用乒乓操作完成数据的无缝缓冲与处理，达到低速模块处理高速数据流的效果。设置行计数器，读取每行的像素值，然后将读取的像素值写入ADV7170的数据总线上，最后可以得到ADV7170输出的PAL制模拟信号。下面是数字图像和电视机接收的模拟信号显示图像。
3 结束语
红外数字图像显示系统具有小型化、低功耗、灵活性强等特点，能广泛用于国防科技中。系统使用VHDL语言实现了I2C总线协议，完成了对ADV7170内部寄存器的配置，最终将红外数字图像在电视机上显示，如图10和图11所示。
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