在高清晰LCD HDTV 中使用Cyclone III FPGA
引言
當今的液晶顯示(LCD) 技術在高清晰電視(HDTV) 領域得到了廣泛應用，其挑戰在于如何獲得更高的分辨
率，實現更快的數據速率。提高數據速率需要專業圖像處理算法來支持快速移動的視頻。業界遇到的主要
問題是：怎樣實現這些算法，率先將產品推向市場，并且能夠控制好產品功耗?
為解決這一問題，當硬件平臺和不同尺寸的LCD 顯示屏連接時，設計人員需要確定怎樣重新配置圖像處理
算法。面積較大的LCD 顯示屏需要更快的數據速率，因此，難點在于怎樣根據顯示屏大小來調整數據速率。
采用新的低成本Cyclone? III FPGA 系列很容易處理這些問題。設計人員可以在Cyclone III FPGA 中應用
圖像處理算法，轉換數字視頻信號并映射至顯示屏。而且，設計人員還可以充分發揮Cyclone III FPGA 的
靈活性，重新配置圖像處理算法，針對面積較大的顯示屏來提高數據速率。所以，設計人員能夠為所有類
型的LCD 顯示屏開發通用硬件平臺。
Cyclone III FPGA 的優點
Cyclone III FPGA 在數字電視和顯示屏應用上非常靈活，能夠實現最佳成本和性能。LCD 電視生產商可以
把Cyclone III FPGA 當做協處理器，運行實時嵌入式操作系統，控制所有的顯示設備。除了顯示中心控制
以外，設計人員還可以在數據通道上結合使用Cyclone III FPGA 和ASSP，進行特殊視頻和圖像處理。例
如，FPGA 適合實現選擇顯示功能，在視頻流中進行實時圖像縮放。
Cyclone III FPGA 含有288 個經過優化的硬核數字信號處理(DSP) 模塊，構成了視頻和圖像處理的基本單
元。DSP 模塊具有高速并行處理能力，適合執行DSP 應用程序，例如需要較高數據吞吐量的圖像處理任務
等。最常用的DSP 功能包括有限沖擊響應(FIR) 濾波器、復數FIR 濾波器、快速傅立葉變換(FFT)、離散余
弦變換(DCT) 和相關器等。這些功能是HDTV 以及其他綜合LCD 應用的基本模塊。
新技術克服了HDTV 中的障礙
目前的大屏幕顯示會把很小的瑕疵放大為很大的圖像失真，導致消費者不愿意購買大屏幕顯示設備。顯示
設計人員必須采取措施濾除這些瑕疵，平滑鋸齒邊沿以及快速抖動等。
實現這類圖像處理邏輯可以采用ASSP、ASIC 或者FPGA。然而，對于設計人員而言，ASSP 無法突出企業的
產品優勢，而ASIC 的開發時間很長，價格昂貴。只有FPGA 能夠快速靈活地實現設計，搶在競爭對手之前
把產品推向市場。在目前的市場上，Cyclone III FPGA 的成本和功耗要比任何其他FPGA 都低，使FPGA 成
為圖像處理領域更愿意選擇的解決方案。
此外，當今新的HDTV 為人們提供了更好的視覺體驗，但常常要處理已有的標準清晰度(SD) 輸入信號。顯
示設備公司希望能夠增強SD 輸入圖像，采用縮放功能，而這都可以在Cyclone III FPGA 中利用Altera?
視頻和圖像處理包提供的內核來輕松實現。表1 列出了各種MegaCore? 功能。