FPGA驱动的红外视频采集系统设计：高效、灵活与低成本

本文详细介绍了一种基于FPGA技术的红外视频采集系统的设计。该系统利用FPGA作为核心组件，具备显著的优势：首先，FPGA提供了高度灵活性，可以根据具体应用需求定制系统架构，使得系统配置更加简便，开发周期短，有利于快速响应市场变化。其次，FPGA的扩展性强，能够方便地增加或升级功能，保持系统性能的持续提升。 系统架构分为五个模块：I2C配置模块、图像采集模块、YUV2RGB模块、SRAM控制模块和VGA控制模块。I2C配置模块负责通过I2C总线对ADV7181B视频解码芯片进行精确配置，包括选择输出格式（如NTSC/PAL）并设置相关寄存器参数。NTSC模式下的寄存器地址和配置值被详细列出，确保了视频信号的正确解析。 图像采集模块接收并处理红外摄像头输入的复合视频信号，从中提取YUV(BT656)图像数据，针对NTSC制式的视频，每场图像包含253行，系统选择了偶数场以进行后续处理。BT.656接口提供了并行的硬件接口，图像数据以YCbCr4:2:2格式传输，每个像素占用两个字节。系统采取每两个像素为一组的策略，对CbYCrY数据进行处理，通过移位寄存器实现3路8位的并行输出。 YUV2RGB模块将YUV数据转换为RGB格式，以便于VGA显示器显示。VGA控制模块则负责生成D/A芯片工作的同步信号，控制图像数据的读取，并确保数据传输的稳定性和流畅性。整个系统框图直观展示了各模块之间的连接与协作。 在硬件设计中，作者特别强调了I2C通信的细节，包括器件地址的选择和配置寄存器的设置，这些对于保证系统正常运行至关重要。此外，通过将ALSB引脚接地并设置特定的写地址，确保了与 ADV7181B芯片的有效通信。 这篇文章深入探讨了如何利用FPGA技术构建高效、灵活且成本效益高的红外视频采集系统，不仅介绍了系统的工作原理，还涵盖了关键硬件设计步骤和技术细节，对于从事相关领域的工程师和研究人员具有很高的实用价值。