FPGA的电视信号转换模块电路

YUV（亦称 YCrCb）是欧洲电视系统采用的一种颜色编码方法（属于 PAL 制）。采用 YUV 主要目的在于优化彩***信号的传输，使其在传输中占用较少的带宽，并能兼容老式黑白电视。如果直接采用 RGB 视频信号传输，将要求 RGB 3 个独立的视频信号同时传输，占用带宽要多得多。YUV 中“Y”表示明亮度（Luminance 或 Luma），也就是灰阶值；而“U”和“V”表示色度（Chrominance 或 Chroma），其作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是由 RGB 输入信号来创建的，方法是将 RGB 信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面——色调与饱和度，分别用 Cr 和 Cb 来表示。其中，Cr 反映 RGB 输入信号中红色部分与 RGB 信号亮度值之间的差异，而 Cb 反映 RGB 输入信号蓝色部分与 RGB 信号亮度值之同的差异。

从 SAA7113 数字视频信号输出总线 VPO 输出的数据格式如图 7-9 所示。

“80 10”表示当前视频信号处于行消隐阶段。“FF 00 00 SAV”是时间参考代码，标志有效视频数据的开始。其中“SAV”（Start of Active Video）意思是有效视频数据的开始。“CB0Y0 CR0 Y1 CB2 Y2…CR718 Y719”是有效视频数据。“FF 00 00 EAV”是时间参考代码，标志有效视频数据的结束。其中“EAV”（End of Active Video）意思是有效视频数据的结束。“80 10”表示下一行视频数据的行消隐信号开始。

用下面公式可以把传输用的 ITU 656 YUV 格式的数据还原为需要的 RGB 格式：

2．SAA7113 的配置

使用 FPGA模拟的 I2C 接口可以对 SAA7113 提供的多个控制字进行读写，从而完全控制SAA7113 的运行。对 SAA7113 控制字的写过程如图 7-10 所示。

I2C 协议中器件的地址是 7 位，加上读写位（写为“0”，读为“1”）构成一个完成的字节。SAA7113 的器件地址是 0100,101，加上读写位后：器件地址＋写＝0100 1010 即 4AH；器件地址＋读＝0100,1011 即 4BH。从地址是器件内部分配的地址。SAA7113 提供 00～1F、40～62 共43 个控制字。

SAA7113 读控制字的过程如图 7-11 所示。

I2C 协议中的读操作比写操作复杂：首先完成对器件地址和从地址的写操作；然后发送一个 4BH（器件地址＋读），可以开始接收数据；数据传输结束时发送终止信号。

整个 SAA7113 配置的流程如图 7-12 所示。

应用后面中提供的模拟 I2C 程序对 SAA7113 配置。

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