Ανάπτυξη Πλήρως Ψηφιακού Πομπού Αναλογικού Σήματος Εικόνας Στα VHF Σε FPGA

Abstract

Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε σε τεχνολογία FPGA ένας πλήρως ψηφιακός πομπός αναλογικού σήματος εικόνας. Η περιγραφή του κυκλώματος έγινε στη γλώσσα Verilog, ενώ χρησιμοποιήθηκε FPGA της εταιρίας Xilinx. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του πομπού περιλαμβάνουν: Χρήση VGA κάμερας με απαθανάτιση εικόνας διατάσεων 640x480 και ρυθμό ανανέωσης 30 fps, υλοποίηση αλγορίθμων για κωδικοποίηση ασπρόμαυρου σήματος εικόνας PAL (Phase Alternating Line), διαμόρφωση πλάτους και μέθοδο μετατροπής ψηφιακού σήματος σε αναλογικό με τη χρήση πηγής λευκού θορύβου. Κατά τη διαδικασία της σχεδίασης λήφθηκε ιδιαίτερα υπόψη η σχεδίαση όσο πιο απλού κυκλώματος, έτσι ώστε να καταλαμβάνει τον ελάχιστο δυνατό χώρο στην επιφάνεια του FPGA και η δυνατότητα μετέπειτα μεταφοράς του σε ASIC. Το έργο της παρούσας διπλωματικής εργασίας έγινε δεκτό για παρουσίαση στο κοινό UFFC, EFTF and PFM ΙΕΕΕ Symposium που πραγματοποιήθηκε στη Πράγα στις 21-25 Ιουλίου 2013. Κατά τη διάρκεια του συμποσίου παρουσιάστηκε η κατασκευή σε μορφή αφίσας, αλλά και θα έγινε ζωντανή παρουσίαση του πομπού .

In the context of this work, an FPGA circuit was constructed, implementing an all-digital video television transmitter, encoding Phase Alternating Line analog protocol. The circuit description was made using Verilog hardware description language and a Xilinx entry level FPGA board was used. The technical features of the circuit include: Video capturing algorithms using a VGA 640x480 pixel, 30 fps camera, RAM based frame buffer, PAL encoding algorithms, amplitude modulation and multi to single-bit quantization using random number dithering techniques. During the design process, main concern, apart from the flawless design, was a design that used the minimum resources on the FPGA board and could easily transposed onto an ASIC circuit. The current work was presented in the joint UFFC, EFTF and PFM ΙΕΕΕ Symposium which was held in Prague on 21-25 of July 2013. A poster and a live demo were presented, and a paper explaining this thesis work has been published, for this purpose.