傳統的數字視頻采集卡通常只具備視頻采集功能，而不具備視頻處理功能。介紹了一塊基于TI公司C6000系列DSP芯片的數字視頻采集卡的設計，該卡具備自主的數字視頻處理功能，通過PCI接口與主機通信。

系統組成

如圖1所示，本文所述數字視頻采集卡由以下5個部分組成：

圖1 采集卡系統組成框圖

（1）高速視頻采集單元，主要完成模擬視頻信號到數字視頻信號的變換；

（2）數據交換單元，由FPGA和雙口RAM構成，采用包交換技術，完成數字視頻數據向DSP的傳送；

（3）DSP及其外圍接口電路，包括EMIF接口、McBSP接口、HPI接口、PLL時鐘接口、DMA接口、JTAG接口、電源監控等；

（4）DSP與PCI總線的橋接單元，主要完成DSP與上位機的通信；

（5）雙供電模式的電源部分。

下面將對系統各個部分的設計分別進行介紹。

系統設計實現

高速視頻采集單元
模擬視頻信號是一類比較復雜的模擬信號，信號中包含了像素的亮度信息，色彩同步信息和行、場同步信息。要實現正確的圖像采集，必須從復合的視頻信號中正確地分離出各種信號，并利用其中的同步信號控制A/D轉換過程，從而實現正確的圖像采集。

如圖2所示，在硬件設計上有2種實現方案：

圖2 A/D采樣方案

（1）采用通用A/D器件+同步信號分離器件；

（2）采用專用的視頻A/D轉換芯片。

方案1的實現電路較復雜，本文的設計采用了第2種方案，以PHILIP公司的視頻采集芯片SAA7111為核心構成轉換電路。

數據交換單元
在實時視頻圖像處理系統中，數據的吞吐量是很大的，大量的視頻圖像數據被實時采集、傳輸、處理。因此，在系統設計中，數據的傳輸設計是非常重要的。在本系統的設計中，利用FPGA和雙口RAM實現了一種包交換的數據傳輸方式，如圖3所示。

圖3 FPGA及雙口RAM

在系統中，FPGA首先要完成對A/D采樣的控制，包括控制采樣的啟停，采樣數據格式的轉換等；其次FPGA要完成對雙口RAM數據寫入的控制和數據發送中斷信號的產生；另外，還要在FPGA中形成從A/D到雙口RAM的數據通路，在此基礎上可以實現一些數據預處理的功能。

在雙口RAM設計上，本文將整個雙口RAM分成2個存儲塊，每當一個存儲塊在進行寫操作時，另一個存儲塊在進行讀操作，這樣數據的讀、寫操作在不同的存儲塊上同時進行，即實現了數據的緩沖，又實現了數據的不間斷傳送。數據的分塊交換傳輸過程也是數據的打包過程，存儲塊的大小決定了數據包的大小，數據的打包有利于數據的整塊處理。