Cyclone V SoCを用いたテーラーメイドのビデオ＆画像処理設計の開発

アルテラのVIP SuiteはMegaCoreファンクションのコレクションであり、ユーザはカスタム・ビデオおよび画像処理設計の開発を容易にするために使用することができる。この記事では、アルテラのCyclone V SoCとVIPスイートを使用したプロジェクトで達成したいくつかのタスクを紹介する。ビデオおよび画像処理アプリケーションの実装には、以下のVIPメガコア・ファンクションが使用された：

• フレーム・リーダー
• スイッチ
• 色空間コンバーター
• アルファ・ブレンディング・ミキサー
• スケーラーII：エッジ・アダプティブ
• デインターレーサーII
• デインターレーサー
• クリッパー
• インターレーサー
• テストパターンジェネレーター
• アバロン-ST ビデオモニター
• トレースシステム
• カラー・プレーン・シーケンサー
• フレーム・バッファ
• クロック・ビデオ入出力

上記のVIPコアの詳細については、『アルテラVIPユーザーガイド』を参照してください。

上記のアプリケーションには、1つのVGA入力、2つのコンポジット入力、1つのSDI（デジタルビデオ用シリアルデジタルインターフェース）が含まれています。出力は3系統あり、そのうち2系統が同時にアクティブになります。2つのアクティブ出力のうち、コンポジット出力は常にアクティブです。LCD出力とVGA出力を切り替えることができます。

特徴

• 以下は、Nios-II ソフト・プロセッサまたは HPS によって制御されるビデオ・オーバーレイ機能の主な機能です。
• NIOS II/HPSは、オーバーレイ機能用のすべてのVIPコアの設定/制御に使用される。
• ビデオ入力 - 4系統のビデオ入力のうち、いずれか1系統をビデオ出力に使用
  • 2 CVBS入力
    • 8ビット , 4:2:2 , YCbCr ビデオインターフェース
    • PAL/NTSC- ビデオ解像度はPAL（720×576）またはNTSC（720×486）であることができます。
  • 1 VGA入力
    • 24ビット , 4:4:4 , RGBビデオインターフェイスビデオ画像処理アプリケーションサイクロンFPGA
    • ビデオ解像度はVGA(640×480)またはSVGA(800×600)またはXGA(1024×768)です。
  • 1 SDI-SD/HD入力
    • 10ビット解像度、4:2:2 YCbCr
    • 270Mbps/1.485Gbps ビットレート
    • SMPTE-259M-C規格、SD-SDI規格の720×576/486フォーマット
    • SMPTE-292M規格、HD-SDI規格の1080iフォーマット
    • PAL/NTSC - 解像度はPALまたはNTSCです。
• 3ビデオ出力 - VGAまたはLCD出力@ VGA/SVGA/XGA解像度と同じビデオデータは、PAL/NTSCにダウンスケールされ、CVBS出力に表示されます 1ビデオ入力は、4（CVBS1、CVBS2、SDI、VGA）から選択されます。選択された映像は、テキストやグラフィックデータとミックスされて出力されます。
  • 1 VGA出力
    • 24ビット、4:4:4、RGBビデオインターフェース
    • ビデオ解像度はVGA（640×480）またはSVGA（800×600）またはXGA（1024×768）。
  • 1 LCD出力
    • 24ビット、4:4:4、RGBビデオインターフェース
    • ビデオ解像度はVGA(640×480)またはSVGA(800×600)またはXGA(1024×768)です。
  • 1 CVBS出力
    • 8ビット解像度、4:2:2 YCbCr
    • PAL/NTSC - 解像度はPALまたはNTSCです。

FPGAは、前述のVIPメガファンクション・セットを使用して、ピクセル単位またはピクチャー・イン・ピクチャーのオーバーレイ機能を実装する。ビデオ・スイッチは、4 つの入力ビデオ・ソースから 1 つのビデオ入力を選択します。選択されたビデオ入力は、出力VGA解像度（VGA、SVGAまたはXGA）にスケーリングされ、フレームバッファメガ機能を使用してオンボードDDR3に保存されます。アルファ・ブレンディング・コアは、テスト・パターン・ジェネレーター、選択された入力ビデオ、オンボードDDR3に保存されたオーバーレイ・レイヤーの3つのレイヤーを使用して、オーバーレイ・ビデオ出力を生成します。出力パスでは、カラー・プレーン・シーケンサーがブレンダー出力を複製する。カラー・プレーン・シーケンサーの最初の出力は、スイッチの選択に従って、VGAモニターかLCDモニターに送ることができる。カラー・プレーン・シーケンサーの2番目の出力は、コンポジット出力パスに送られます。多くのVIPメガコア機能が、あるフォーマットから別のフォーマットへのビデオ処理のために、入力と出力の間に配置されている。

オーバーレイ・レイヤーは、NIOS-IIプロセッサーまたはCyclone V SoCに内蔵されたHPSデュアルコアARM cortex A9プロセッサーを使用して、DDR3で更新することができます。iWaveは、ピクセル単位のオーバーレイ機能が実証されたQTアプリケーションを実装しています。Alpha-blenderは、入力されたビデオとオーバーレイ・レイヤーを、指定されたアルファ値に従ってミックスします。出力では、選択されたビデオにQTレイヤーがオーバーレイされます。

ピクチャー・イン・ピクチャーのオーバーレイも同様に可能で、アルファ値を考慮せずに複数のビデオレイヤーが混合される。

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詳細およびお問い合わせは、mktg@iwavesystems.comまで書面にてご連絡いただくか、地域パートナーまでご連絡ください。