基于FPGA的数字光端机的设计与实现

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1、摘要摘要近年来，安全监控在日常的生产生活中扮演角色越来越重要，大到工业生产、高速公路、银行以及港口，小到人们日常生活的小区监控、道路监控等，在这些监控环境中，都会需要视频光端机。本次论文所设计的数字光端机，是采用FPG肌～sIC的方案，实现一路单向视频信号、一路双向音频信号和一路反向云台数据控制信号的非压缩传输。该数字光端机共分发射端和接收端两部分。发射端主要是实现视频和音频的发送并接受远端的云台控制信号，接收端主要接收发射端发来的视屏和语音信号并发送云台控制信号。该数字光端机能全面兼容NTSC、P

2、AL和SECAM制式信号。本次论文分别介绍了数字光端机发射端和接收端的硬件组成和软件设计，硬件部分主要介绍了视频采集与接收模块、音频采集与接收模块、数据发送与接收模块、光电／电光转换模块以及核心FPGA处理模块。此次设计使用的大部分是集成芯片，从而降低了成本并增加了系统的稳定性，也方便进行产品检测和调试。核心处理模块采用FPGA芯片，由于FPGA芯片编程方便，造价低，接口灵活；从而实现用简单的硬件电路实现复杂的系统要求。光电／电光转换模块接口技术则是采用LVDS技术，从而实现信号的高速高质量传输。软

3、件部分则充分利用FPGA芯片灵活编程的功能，视频信号和音频信号在发射端通过核心FPGA处理模块进行时分复接的处理，形成一组按帧传播的数据给接收端。接收端再分接出各路信号，送给各个模块输出。方向数据传输的过程则是相反的过程，接收端通过异步复接把控制云台的数据和方向音频数据变成成帧数据，然后经过光电转换变成光信号发送出去。发射端则是接收方向传输过来的控制数据和音频数据。正向信号和反向信号都通过单纤进行传输，光电／电光信号采用的是波分复用技术。最后，详细的介绍了数字光端机硬件和软件调试过程中出现的问题以及

4、本论文存在的不足。为下一阶段研究更复杂的数字光端机打下基础。图【56】表【4】参【5l】关键词：数字光端机；视频；音频；数据；FPGA分类号：TN914．3；摘要AbstractInrecentyears，thesecuritysupervisorycontrolplaysamoreandmoreimportantroleinpeople’Sdailylife．WeneedVideoopticaltransceiverinthefollowingareas：fromindustryproductio

5、n，exprssway，bankandporttoresidentialsurveillanceandroadmonitoringinpeople’Sdailylife．TheDigitalopticaltransceiverinthisdesignedthesisadoptstheschemeofFPGA+ASICtoachievethecompressiontransmissionofOnechannelunidirectionalvideosignal，Onechanneltwo-wayvid

6、eosignalandOnechannelreverseyuntaidatacontrolsignals：ThisDigitalopticaltransceiverisdividedintotransmittingterminalandreceivingterminal．Themainfunctionoftransmittingterminalissendingvideo，audioandreceivingthecontralsignalthatisfromdistalyuntaicontrol；T

7、hemainfunctionofreceivingterminalisreceivingthesignalofvideoandaudiothatcomefromtransmittingterminalandsendingthesignalofYuntaicontrolatthesametime．ThisDigitalopticaltransceivercanmaketheNTSC，PALandSECAMfullycoexist．Thisthesisintroducesthehardwarecompo

8、sitionandsoftwaredesignofDigiItalopticaltransceiver’Stransmittingterminalandreceivingterminalseparately．ThehardwaresectionmainlypresentvideocaptureandopticalReceiverModule，audiocaptureandReceiverModule，datasendingandReceiverModule，Photo