摘要：介紹了以AL128芯片為核心設(shè)計(jì)的一種將非標(biāo)準(zhǔn)視頻顯示模式轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電視視頻制式的視頻模式轉(zhuǎn)換器。對(duì)該視頻模式轉(zhuǎn)換器的工作原理、硬件構(gòu)成及設(shè)計(jì)思路等給以了詳細(xì)的介紹。

    關(guān)鍵詞：AL128A－TV數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換芯片 標(biāo)準(zhǔn)電視制式 非標(biāo)準(zhǔn)VGM顯示模式 標(biāo)準(zhǔn)VGA顯示模式 分光光度儀 視頻采集卡 AL422視頻存儲(chǔ)器 AV9173視頻鎖相環(huán)芯片

由于歷史原因，在標(biāo)準(zhǔn)VGA圖形顯示模式為廣大生產(chǎn)廠家接受以前，許多儀器設(shè)備制造商都為自己的微機(jī)控制設(shè)備定制了專用的顯示輸出設(shè)備，特別是一些國外的醫(yī)療儀器、化學(xué)分析儀器及工業(yè)控制儀器的制造商。這些顯示輸出設(shè)備與其控制主機(jī)相連的方式是多種多樣的，其中常見的是R、G、B三色信號(hào)加下行同步和場(chǎng)同步信號(hào)的視頻輸出方式，但輸出的行頻、場(chǎng)頻、消隱及同步脈沖的寬度，以及R、G、B信號(hào)的輸出電平值常常不同于標(biāo)準(zhǔn)的VGA格式。這些特別的顯示輸出設(shè)備或相關(guān)的設(shè)備一旦損壞，一般很難找到替代品，給用戶造成很大的損失。例如，我校測(cè)試中心的一臺(tái)日本產(chǎn)的紅外光光度儀由于用于打印的熱敏頭損壞，使得原先打印輸出的圖形來分析結(jié)果，現(xiàn)在只能用顯示屏上的圖形上分析，給分析人員帶來很大麻煩，更主要的問題在于顯示的結(jié)果無法永久保留不來（該儀器無存儲(chǔ)外設(shè)）。解決這一問題的最快捷的方法就是將設(shè)備的輸出的非標(biāo)準(zhǔn)VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換顧標(biāo)準(zhǔn)的電視頻制式信號(hào)，而后用視頻采集卡將圖像采集下來。這樣使采集卡下來的數(shù)據(jù)既可以保存在硬盤上，又可以打印出來存檔，非常方便。所以，解決問題的關(guān)鍵就在于選擇一個(gè)合適的視頻轉(zhuǎn)換芯片。目前市售的VGA－TV轉(zhuǎn)換器大都要求標(biāo)準(zhǔn)VGA轉(zhuǎn)換模式輸入，而且其核心處理芯片一般都采用模擬視頻技術(shù)，無法將非標(biāo)準(zhǔn)的VGA模式下多種多樣的行頻和場(chǎng)頻轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電視制式的行頻和場(chǎng)頻，如AD722視頻制式轉(zhuǎn)換芯片。因此，我們選擇格磊（Averlogic）公司生產(chǎn)的VGA－TV數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換芯片－AL128，自動(dòng)檢測(cè)輸入信號(hào)的行、場(chǎng)頻率值，然后自動(dòng)進(jìn)行行、場(chǎng)頻率調(diào)整，使最終輸出的視頻信號(hào)符合標(biāo)準(zhǔn)的電視制式。

1 AL128器件工作原理及性能特點(diǎn)簡(jiǎn)介

AL128芯片內(nèi)主要包括數(shù)字視頻處理器、數(shù)字電視編碼器、視頻緩存區(qū)、3路8bit模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、3路9bit數(shù)／模轉(zhuǎn)換器、時(shí)序信號(hào)發(fā)生器、外存儲(chǔ)器管理單 、以及各類寄存器和芯片接口電路等。其內(nèi)部組成框圖如圖1的所示。

從圖1中可以看出，AL128提供了模擬R、G、B電視信號(hào)輸入接口，在模擬R、G、B信號(hào)送到數(shù)字視頻處理器之前，需經(jīng)過8bit模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬R、G、信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字R、G、B信號(hào)。而后將其送到數(shù)字視頻處理器中，并通過行存儲(chǔ)器和場(chǎng)存儲(chǔ)器緩存，完成掃描方式變換、色度信號(hào)變換、行場(chǎng)頻率調(diào)整以及數(shù)字濾波等數(shù)字信號(hào)處理工作。經(jīng)過數(shù)字信號(hào)處理的視頻數(shù)據(jù)被送到視頻編碼器，對(duì)亮度信號(hào)、色差信號(hào)以及色副載波信號(hào)等進(jìn)行編碼，使其輸出變?yōu)榉蠌V播電視標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻數(shù)字信號(hào)或S－Video和RGB數(shù)字視頻信號(hào)。最后經(jīng)過9bit的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號(hào)變成標(biāo)準(zhǔn)的模擬電視信號(hào)。圖中的時(shí)序發(fā)生器主要是根據(jù)輸入的行同步信號(hào)（GHSYNC）和場(chǎng)同步信與（GVSYNC）產(chǎn)生的AL128讀寫時(shí)序、控制時(shí)序、視頻輸出所需的各種信號(hào)及副載波信號(hào)等。除此之外，AL128芯片還提供I2C接口電路，使設(shè)計(jì)者可以使用外部微控制器去控制芯片內(nèi)部32個(gè)寄存器，以滿足用戶的特殊要求。例如用戶可以根據(jù)實(shí)際情況控制圖像的截取位置、截取大小、 顯示位置和放大比例等。當(dāng)然， 為了節(jié)約成本，一般情況下也以不要外部微控制器。