Spartan-3E顯示器解決方案板增強(qiáng)顯示器圖像質(zhì)量和色彩設(shè)置

作者：Steve;Prokosch;Josephine;Sy

以前，價(jià)格高昂的高清晰度平板電視機(jī)絕非是普通消費(fèi)者可以問津的。如今，高清晰平板電視的的成本大大下降，其價(jià)格已能為大多數(shù)家庭所接受。制造商正在擴(kuò)大生產(chǎn)能力，以滿足需求并促進(jìn)更高的消費(fèi)量。

根據(jù)iSuppli公司2005年第四季度的報(bào)告，從2004～2009年，全球LCD和PDP電視的發(fā)貨量將從2000萬臺(tái)增長到將近9000萬臺(tái)。由于具備了多種技術(shù)和尺寸，LCD和PDP電視正大量取代陰極射線管（CRT）電視，盡管它們的價(jià)格比相同可視面積的CRT電視要高。

現(xiàn)在，消費(fèi)者希望這些平板電視能有一些新的特性，使它們有別于那些擁有較高分辨率、更佳彩色重現(xiàn)和短響應(yīng)時(shí)間的產(chǎn)品型號(hào)。

一些公司標(biāo)榜其圖像增強(qiáng)技術(shù)優(yōu)越，產(chǎn)品定價(jià)也高出同類產(chǎn)品。那么您該如何在不投入大量資金和資源的情況下，提供產(chǎn)品的增值特性呢？由Spartan-3E FPGA和視頻/圖像處理IP核組成的顯示器開發(fā)工具是一個(gè)很好的選擇，可以幫助工程師快速設(shè)計(jì)出具有豐富功能的平板顯示器。

為什么要在顯示器應(yīng)用中使用FPGA

人們一直迫切希望數(shù)字顯示器產(chǎn)品能集成更多功能，滿足更多需求，支持更多標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要以更快的速度推向市場。ASIC廠商可以生產(chǎn)定制化芯片，來滿足所有顯示器客戶所需要的特性，但開發(fā)越來越復(fù)雜的視頻/圖像處理器需要花費(fèi)超過一年的時(shí)間，同時(shí)越來越精細(xì)的制造工藝還會(huì)帶來較高的NRE（非經(jīng)常性工程開支）費(fèi)用。

雖然許多半導(dǎo)體廠商，如Pixelworks、Genesis、Trident、飛利浦、ST和其他一些廠商都提供ASSP解決方案，但這些解決方案卻無法讓顯示器制造商生產(chǎn)其各自品牌產(chǎn)品需要的增值特性。因此，可編程解決方案能夠補(bǔ)充ASIC解決方案在整個(gè)系統(tǒng)上更頻繁的逐漸改進(jìn)，并幫助ASSP解決方案實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化。差異化的形式可以是圖像增強(qiáng)技術(shù)、外圍I/F、存儲(chǔ)I/F、接口或甚至是諸如GPIO擴(kuò)展等的簡單設(shè)計(jì)。

因此，得益于其可編程性和靈活性，Spartan-3E FPGA是實(shí)現(xiàn)這些功能的理想平臺(tái)，其成本也因采用先進(jìn)的制造工藝得以降低。此外，由于FPGA具有并行處理操作能力和專門針對(duì)消費(fèi)顯示器市場設(shè)計(jì)的集成特性，因而在很多數(shù)字視頻應(yīng)用領(lǐng)域格外有用。這些特性的包括同時(shí)針對(duì)視頻板和顯示板的多接口標(biāo)準(zhǔn)、DSP功能、數(shù)字時(shí)鐘管理器、電壓電平轉(zhuǎn)換和大量的I/O接口。

互連功能一直是可編程邏輯的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。由于標(biāo)準(zhǔn)和接口技術(shù)不斷變化，互連功能在顯示器解決方案中正變得越來越必要。

Spartan-3E顯示器解決方案板

賽靈思推出一種可以支持對(duì)平板顯示器、背投顯示器和數(shù)字投影儀的前沿顯示器技術(shù)進(jìn)行高效設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的開發(fā)平臺(tái)，能夠縮短這些產(chǎn)品的上市時(shí)間。使用這一平臺(tái)，工程師可以創(chuàng)建和修改復(fù)雜算法，以增強(qiáng)顯示器圖像質(zhì)量和色彩設(shè)置。

Spartan-3E顯示器解決方案板集成了一個(gè)160萬門的XC3S1600E FPGA，一個(gè)關(guān)聯(lián)配置PROM，以及一個(gè)用于對(duì)FPGA進(jìn)行編程的串行外圍接口。另外，板上還包含四個(gè)512 Mb×16 DDR SDRAM存儲(chǔ)器，特別適合支持幀緩沖功能，還提供GPIO、USB、CameraLink和DVI選件板。這些選件板可以讓工程師輕松連接標(biāo)準(zhǔn)的顯示板或視頻板，并驗(yàn)證連接性解決方案和視頻/圖像處理算法。圖1顯示了Spartan-3E顯示器解決方案板。

顯示器設(shè)計(jì)工程師可以使用該板開發(fā)出更佳圖像質(zhì)量、多種存儲(chǔ)器接口和各種外形規(guī)格，實(shí)現(xiàn)靈活、低成本、高性能的解決方案，還可以在單個(gè)XC3S1600E Spartan-3E 器件上整合關(guān)鍵的顯示器功能，如集成微控制器、嵌入式MicroBlaze 32位RISC處理器、LVDS、RSDS和mini-LVDS等接口、并行數(shù)字信號(hào)處理、片上存儲(chǔ)器、以及高速外部存儲(chǔ)器存取等。

參考設(shè)計(jì)與IP］

顯示器參考設(shè)計(jì)包括精確伽馬校正、圖像抖動(dòng)引擎、色溫校正和假輪廓減少。通過這些設(shè)計(jì)，用戶可以迅速開發(fā)一個(gè)可推向市場的基礎(chǔ)平臺(tái)，然后再開發(fā)諸如銳度增強(qiáng)、動(dòng)態(tài)伽馬校正或噪聲抑制等其他功能。

第三方開發(fā)商提供了其他一些顯示器解決方案。例如，Digital Design Corporation （）提供了經(jīng)過完全測(cè)試的高級(jí)軟核，包括OpenGL、符號(hào)疊加和縮放/抽取等。表1顯示了賽靈思及其合作伙伴提供的各種顯示板與視頻板應(yīng)用參考設(shè)計(jì)。

平板顯示器的圖像質(zhì)量主要取決于主觀感受，因此圖像增強(qiáng)算法的優(yōu)劣目前還難以評(píng)價(jià)，圖像增強(qiáng)算法的規(guī)范仍在不斷發(fā)展之中。采用FPGA和參考設(shè)計(jì)，工程師可以更快更容易地修改圖像增強(qiáng)算法，緊跟新的標(biāo)準(zhǔn)和顯示器IP核的發(fā)展，并進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)和制造價(jià)格。

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