基于FPGA的视频应用OSD设计

OSD FPGA通过EMIFA从DSP DM6?3接收OSD数据和控制指令，通过DSP的视频端口1接收视频数据，并将OSD的信息叠加到视频数据上，输出给视频编码器SAA7105。OSD的各功能模块描述如下。

地址译码模块的数据端口与DSP DM6?3的EMIFA低32位数据接口，接收DM6?3发出的数据与控制信息，这些数据和控制信息是DM6?3发出的原始32位数据。地址译码模块将接收到的OSD数据，如OSD的内容等，以32位数据格式放入到FPGA的内部FIFO中。而控制信息主要是通过一组控制寄存器对OSD实现控制。

与DSP直接连接的模块还有视频接口模块。视频接口模块与DSP的视频端口2相连，存储来自DSP视频端口的数据与控制信息。这些控制信息被直接传输给OSD多路控制模块，同时控制信息也直接控制视频解码器SAA7105。

OSD控制逻辑把从控制寄存器组得到的控制信息输出到OSD的各个功能模块，实现对OSD的控制。寄存器组主要分为两个部分：一是异步寄存器组，向OSD发送如复位、OSD使能和选择数据宽度的控制信息；另一个是同步寄存器组，主要控制OSD的位置信息。

OSD解码模块根据控制逻辑的控制信息，从FIFO中取出要显示的数据，以与视频数据同步的方式输出到OSD CLUT模块。从FIFO中获得的数据是原始的DSP 32位数据，而OSD CLUT模块需要的数据是8/16位的，所以OSD解包模块需要以一定的规则将32位数据解包，以视频端口的频率将32位数据以8/16的宽度传输给OSD CLUT模块。

FIFO模块的另外一个功能是向DMA事件发生器模块传递FIFO的状态信息，如FIFO满或FIFO空。DMA事件发生器监控这些事件，如果发生，则以中断的模式发送给DM6?3，以实现对FIFO的正确读写操作。

OSD CLUT模块为从OSD解包模块接收的每个象素的数据查找YCbCr的对应值，并控制这些OSD CLUT数据的输出顺序。这种转换关系是由DSP通过24位的数据端口传送过来的。OSD CLUT模块的数据直接输出给OSD多路控制器模块。

OSD多路控制模块根据从OSD CLUT模块接收到的Alpha控制位确定输出视频数据，如果当前为OSD信息，即Alpha控制位有效，则输出OSD数据给数据转换模块。否则，输出从视频接口模块接收的原始视频数据，以此来实现OSD功能。

OSD多路控制器输出的数据并没有直接送给视频解码器，而是通过数据转换模块，根据具体的应用条件，进行必要的数据格式转换。由SAA7105的接口时序可知，当SAA7105配置为复合视频输出时，其要求的数据为单时钟沿数据，此时数据转换模块不作任何工作，将从OSD多路控制模块接收的数据原封不动地传输给SAA7105；如果SAA7105配置为VGA或HDTV输出模式时，需要双时钟沿数据，此时数据转换模块将从OSD控制器接收到的单时钟沿数据转换成双时钟沿数据，输出给视频解码器SAA7105。

由此可见，FPGA完成了OSD的所有工作。如果要显示OSD内容，DM6?3只需要通过EMFIA口向FPGA发送控制指令即可，这些指令当然包括OSD的内容及位置信息。

OSD控制

由XC3S250E实现的OSD设计根据接收到的OSD位置及内容信息进行OSD显示，对OSD显示的内容没有任何限制，非常灵活方便。下面以OSD汉字显示为例说明OSD的控制操作。

要正确的显示汉字，就必须将输入的汉字内码转换成对应的区位码。这一功能我们通过函数Uint32 Code_Converse(unsigned char *CodeNPointer)，其输入为指针，指向要转换汉字。返回值为该汉字对应的区位码。OSD的显示由函数OSDHZ?isplay实现：
void OSDHZ_ Display{
Uint8 *pFrame
Uint32 pitch
OSDUTIL_Point* loc
Uint32 CodeQ
OSDHZ?ont *font
Uint8 fgColor
Uint8 bgColor
}
其中，Uint8 *pFrame为OSD输出的Buffer缓冲区；Uint32 pitch为每行显示的象素值；OSDUTIL_Point *loc为第一个字符的显示位置；Uint32 CodeQ为要显示汉字的区位码；OSDHZ?ont *font为显示汉字所用的字体；Uint8 fgColor显示汉字的前景色；Uint8 bgColor显示汉字的背景色。
所以，如果需要显示汉字，只需要将汉字进行必要的码制转换，然后将转换后的区位码，给出显示的位置，输出给OSD FPGA即可。当然要显示汉字，汉字字库是必不可少的。