帧存储器AL440B及其在视频回放系统中的应用
发布时间:2007/8/23 0:00:00 访问次数:1890
装备指挥技术学院 测量控制系 平聪慧 曾峦 张天平
摘 要：AL440B是由AVERLOGIC公司新近推出的一款高速大容量视频帧存储芯片。本文介绍了它的性能特点，分析了其功能与操作，最后通过目前已实现的视频回放系统实例，详细讲解了AL440B高速缓冲与视频格式转换功能的实现。
关键词：视频帧存储；AL440B，；回放显示；格式转换
引言
AL440B是由AVERLOGIC推出的一款性价比较高的视频帧存储芯片，目前市场上FIFO的存储容量均比较小，包括该公司前几年推出的具有3M位容量的AL422系列FIFO芯片，也逐渐无法适应目前高分辨率视频技术的发展。AL440B沿袭了AL422B的设计思想，从功能、容量、速度上比AL422均有显著提高。例如：AL440B具有4M位存储容量，存储速度可达80MHz，具有用户可控的读写使能，输入输出使能及读写复位输入端口，可以通过I2C读写其内部寄存器控制读写初始地址，可以方便进行总线扩展。文章首先介绍AL440B的功能与操作，然后给出一个应用实例。
芯片简介
芯片特点
⑴ AL440B的存储体容量为4M位（512 8bits）。
⑵ 具有8位独立读写端口，可扩展总线。
⑶ 独立且极性可控的读写有效、输入输出使能控制端口。
⑷ 异步读写时钟，最高读写时钟80MHz。
⑸ 内部DRAM自刷新。
⑹ 支持窗口读写操作，I2C读写内部寄存器。
⑺ 3.3V电源，兼容5V输入信号。
主要管脚功能及操作
IO[7:0]，DO[7:0]：8位数据输入输出。
RCLK， WCLK：读写数据时钟。
WE：写FIFO使能信号。WE有效，则在WCLK上升沿输出数据，同时内部指针自动加1。
IE：输入使能信号。IE有效时，允许数据输入；IE处于无效态时，数据
输出端为高阻，此时若WE有效，内部指针仍然自动加1。
WRST：写FIFO复位，写地址指针指向0。
RE：读FIFO使能信号。RE有效，则在RCLK上升沿输出数据，同时内部指针自动加1。
OE：输出使能信号。OE有效时，允许数据输出；OE处于无效态时，数据输出端为高阻，此时若RE有效，内部指针仍然自动加1。
RRST：读FIFO复位，读地址指针指向0。
ORDY：FIFO输出准备好标志位，说明FIFO是否已读空。
IRDY：FIFO输入准备好标志位，说明FIFO是否已写满。
/PLRTY：PLRTY决定了以上8个控制信号的有效极性。/PLRTY置高，以上
八个控制信号低有效；/PLRTY置低，以上八个控制信号高有效。
/RESET：复位管脚；复位操作至少要提供200 s负脉冲，系统复位后，各寄存器全部置零。
SDA，SCL：串行总线的数据线与时钟线。
/SDAEN：串行总线使能控制信号。当/SDAEN置低时，SDA与SCL使能，可以读写内部寄存器；反之SDA处于高阻态。
令/PLRTY=VDD，AL440B的读写时序如表1、表2所示（/PLRTY=GND的时序略）。
表1：/PLRTY＝VDD时，FIFO的写时序(略)
表2：/PLRTY＝VDD时，FIFO的读时序(略)
注意：写地址必须先于读地址192个周期，否则读到的为上一帧的数据。
寄存器操作与窗口编程
AL440B内部18个可读写寄存器主要提供窗口读写功能操作，通过串行总线配置。读写命令格式如下：
写：开始－>写从地址－>应答－>寄存器地址－>应答－>数据－>应答－>结束；
读：开始－>读从地址－>应答－>寄存器地址－>应答－>开始－>读从地址－>应答－>数据
－>非应答－>结束；
寄存器定义与配置如下：
WSTART_L（H）：窗口写起始地址低位（高位），范围在0－8191存储区。
WXSIZE_L（H）：定义窗口写水平方向宽度，范围在0－1023存储区。
WSTRIDE_L（H）：定义窗口写水平方向最大宽度；范围在 4096－+4096存储区，当为负值时表示FIFO工作在Y-MIRROR模式，WSTRIDE应大于等于WXSIZE。
WYSIZE_L（H）：定义窗口写垂直方向高度，保留且为0。
RSTART_L（H）：窗口读起始地址低位（高位），范围在0 8191存储区。
RXSIZE_L（H）：范围在0－1023存储区。
RSTRIDE_L（H）：范围在0－+4096存储区。
RYSIZE_L（H）：定义窗口读垂直方向高度，范围在0－65535。
WWCTRL：写窗口功能模式选择，其中No X-mirror No Y-mirror表示按照存储区由左至右、由上到下写入，X-mirror模式表示由右至左、由上到下写入，X-mirror Y-mirror模式表示由右至左、由下到上写入。
RWCTRL：读窗口功能选择。
图1给出AL440B寄存器配置与相关存储区读写操作的关系图（令FIFO工作于No X-mirror No Y-mirror模式，其它模式略）。
图1 AL440B No X-mirror No Y-
装备指挥技术学院 测量控制系 平聪慧 曾峦 张天平
摘 要：AL440B是由AVERLOGIC公司新近推出的一款高速大容量视频帧存储芯片。本文介绍了它的性能特点，分析了其功能与操作，最后通过目前已实现的视频回放系统实例，详细讲解了AL440B高速缓冲与视频格式转换功能的实现。
关键词：视频帧存储；AL440B，；回放显示；格式转换
引言
AL440B是由AVERLOGIC推出的一款性价比较高的视频帧存储芯片，目前市场上FIFO的存储容量均比较小，包括该公司前几年推出的具有3M位容量的AL422系列FIFO芯片，也逐渐无法适应目前高分辨率视频技术的发展。AL440B沿袭了AL422B的设计思想，从功能、容量、速度上比AL422均有显著提高。例如：AL440B具有4M位存储容量，存储速度可达80MHz，具有用户可控的读写使能，输入输出使能及读写复位输入端口，可以通过I2C读写其内部寄存器控制读写初始地址，可以方便进行总线扩展。文章首先介绍AL440B的功能与操作，然后给出一个应用实例。
芯片简介
芯片特点
⑴ AL440B的存储体容量为4M位（512 8bits）。
⑵ 具有8位独立读写端口，可扩展总线。
⑶ 独立且极性可控的读写有效、输入输出使能控制端口。
⑷ 异步读写时钟，最高读写时钟80MHz。
⑸ 内部DRAM自刷新。
⑹ 支持窗口读写操作，I2C读写内部寄存器。
⑺ 3.3V电源，兼容5V输入信号。
主要管脚功能及操作
IO[7:0]，DO[7:0]：8位数据输入输出。
RCLK， WCLK：读写数据时钟。
WE：写FIFO使能信号。WE有效，则在WCLK上升沿输出数据，同时内部指针自动加1。
IE：输入使能信号。IE有效时，允许数据输入；IE处于无效态时，数据
输出端为高阻，此时若WE有效，内部指针仍然自动加1。
WRST：写FIFO复位，写地址指针指向0。
RE：读FIFO使能信号。RE有效，则在RCLK上升沿输出数据，同时内部指针自动加1。
OE：输出使能信号。OE有效时，允许数据输出；OE处于无效态时，数据输出端为高阻，此时若RE有效，内部指针仍然自动加1。
RRST：读FIFO复位，读地址指针指向0。
ORDY：FIFO输出准备好标志位，说明FIFO是否已读空。
IRDY：FIFO输入准备好标志位，说明FIFO是否已写满。
/PLRTY：PLRTY决定了以上8个控制信号的有效极性。/PLRTY置高，以上
八个控制信号低有效；/PLRTY置低，以上八个控制信号高有效。
/RESET：复位管脚；复位操作至少要提供200 s负脉冲，系统复位后，各寄存器全部置零。
SDA，SCL：串行总线的数据线与时钟线。
/SDAEN：串行总线使能控制信号。当/SDAEN置低时，SDA与SCL使能，可以读写内部寄存器；反之SDA处于高阻态。
令/PLRTY=VDD，AL440B的读写时序如表1、表2所示（/PLRTY=GND的时序略）。
表1：/PLRTY＝VDD时，FIFO的写时序(略)
表2：/PLRTY＝VDD时，FIFO的读时序(略)
注意：写地址必须先于读地址192个周期，否则读到的为上一帧的数据。
寄存器操作与窗口编程
AL440B内部18个可读写寄存器主要提供窗口读写功能操作，通过串行总线配置。读写命令格式如下：
写：开始－>写从地址－>应答－>寄存器地址－>应答－>数据－>应答－>结束；
读：开始－>读从地址－>应答－>寄存器地址－>应答－>开始－>读从地址－>应答－>数据
－>非应答－>结束；
寄存器定义与配置如下：
WSTART_L（H）：窗口写起始地址低位（高位），范围在0－8191存储区。
WXSIZE_L（H）：定义窗口写水平方向宽度，范围在0－1023存储区。
WSTRIDE_L（H）：定义窗口写水平方向最大宽度；范围在 4096－+4096存储区，当为负值时表示FIFO工作在Y-MIRROR模式，WSTRIDE应大于等于WXSIZE。
WYSIZE_L（H）：定义窗口写垂直方向高度，保留且为0。
RSTART_L（H）：窗口读起始地址低位（高位），范围在0 8191存储区。
RXSIZE_L（H）：范围在0－1023存储区。
RSTRIDE_L（H）：范围在0－+4096存储区。
RYSIZE_L（H）：定义窗口读垂直方向高度，范围在0－65535。
WWCTRL：写窗口功能模式选择，其中No X-mirror No Y-mirror表示按照存储区由左至右、由上到下写入，X-mirror模式表示由右至左、由上到下写入，X-mirror Y-mirror模式表示由右至左、由下到上写入。
RWCTRL：读窗口功能选择。
图1给出AL440B寄存器配置与相关存储区读写操作的关系图（令FIFO工作于No X-mirror No Y-mirror模式，其它模式略）。
图1 AL440B No X-mirror No Y-
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