[发明专利]基于FPGA的OSD菜单实现方法

说明书

本发明揭示了基于FPGA的OSD菜单实现方法，包括OSD作图指令的采集与解析、OSD图形产生、OSD图层叠加；接收作图指令经FPGA片上逻辑处理，解析为字符ID编号及字符起始点坐标的24bit二进制码并缓存，FPGA逻辑根据前端输入视频的时序，在前端输入的外视频场同步信号的消隐区间内读取出相应的作图指令，并根据作图指令读取相应的字符写入图形缓存RAM，FPGA逻辑根据外视频的行同步、使能信号以及像素时钟的时序，读取出根据作图指令产生的OSD图像，于显示器显示。本发明对于输入多路的视频信号，均可实现OSD菜单与视频的叠加。可提升系统的集成度，降低产品的设计成本。OSD菜单的内容可根据外部指令实时进行编辑更改。

技术领域

本发明涉及基于FPGA的OSD菜单实现方法，属于视频图像处理的技术领域，尤其适用于机载座舱显示器中需要对显示器相关参数进行指示的场合。

背景技术

在现代机载综合显示系统中，部分具备图形产生功能的显示器，由于显示器内部本身具备了GPU等专用的图形产生单元，因此显示器的OSD菜单功能实现非常简便。但对于部分不具备图形产生功能的显示器，若需实现OSD菜单指示功能，则往往需要增加额外的硬件电路。

目前，对于机上普遍使用的数字液晶显示器，一般都采用专用的OSD芯片来实现显示器的OSD菜单功能。对于这一类OSD芯片，其内部往往都集成专用的微处理器MCU，其OSD菜单的实现还需要在其片上MCU中进行软件开发。这种方案除了在硬件设计上需增加额外的电路外，还需增加专用软件开发的工作量，增加系统设计复杂度和产品开发的难度。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统显示器中需要增加额外电路、软件等设计实现OSD菜单功能的问题，提出基于FPGA的OSD菜单实现方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

基于FPGA的OSD菜单实现方法，包括如下步骤：

OSD作图指令的采集与解析，

利用FPGA片上逻辑资源，采用状态机的方式实现RS232串口的逻辑，以RS232串口的形式接收前端CPU的OSD作图指令，接收到的作图指令经FPGA片上逻辑处理，解析为字符ID编号及字符起始点坐标的24bit二进制码，缓存入FPGA的片上OSD指令FIFO中；

OSD图形产生，

在FPGA代码设计过程中，将常用的OSD字符、图形的bmp位图转换为*.mif文件的格式，存储在字符库ROM中，

FPGA逻辑根据前端输入视频的时序，在前端输入的外视频场同步信号的消隐区间内从OSD指令FIFO中读取出相应的作图指令，并根据作图指令，从字符库ROM中读取相应的字符写入FPGA的一组片上图形缓存RAM中；

OSD图层叠加；

前端输入的外视频场同步信号有效区，FPGA逻辑根据外视频的行同步、使能信号以及像素时钟的时序，从图形缓存RAM中读取出根据作图指令产生的OSD图像，

在显示器显示画面中指定显示OSD菜单的区域内，输出OSD图像，在指定区域以外的范围，直接显示外视频图像。

优选地，所述OSD指令FIFO读取出的24bit数值中的高8bit为字符ID编号，对应字符库ROM中不同字符的首地址；低16bit为字符起始点坐标，对应当前字符写入图形缓存RAM的坐标位置，其中高8bit为水平方向X坐标，低8bit为垂直方向Y坐标。

本发明的有益效果主要体现在：

1.对于输入多路的视频信号，均可实现OSD菜单与视频的叠加。

2.可适应多种分辨率的视频信号，最高可达1920×1080@60Hz，256级灰度等级。