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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:廖英智
研究生(外文):Ying-Zhi Liao
論文名稱:軟硬體共同設計之PC即時錄影系統
論文名稱(外文):Hardware-Software Codesign of A Real Time Video Recording System for PC
指導教授:周哲民
指導教授(外文):Jer-Min Jou
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:軟硬體共同設計通用序列匯流排
外文關鍵詞:Universal Serial BusHardware-Software Codesign
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本即時錄影系統能進行個人電腦(Personal Computer,PC)任何視訊畫面的錄影。整體架構包含軟體、硬體共同設計的理念在這系統中。
在系統的輸入與輸出介面與影像格式都採用通用且標準格式。 輸入介面使用目前電腦通用的 D_SUB 15Pin 接頭,因此在使用上相當的方便。本系統採軟硬體協同設計方式能達系統效益之最大化、最佳執行效能之目標。經由系統上硬體實現影像捉取、影像處理、格式轉換、與介面傳輸信號溝通。系統上軟體設計實現提供IBM PowerPC作相關控制。本系統的傳輸介面應用通用序列匯流排2.0 (Universal Serial Bus 2.0,USB 2.0)實現即時影像的資料傳輸,將在實際應用上更為廣泛。最後發展Host PC應用程式操作介面,讓使用者能在Windows作業系統控制本即時錄影系統訊號傳送和資料接收的完整系統。完成後使用播放軟體可呈現錄製的畫面
The Real Time Video Recording System for PC can record any video from PC. The whole structure contains the concept of software-hardware co-design in it.
The system adopts common and standard format in I/O interfaces and image format. The input interface uses the D_SUB 15Pin connector which is popular in PC. Thus, it is convenient to use it. The system achieves the goal of maximizing the throughput and performance by adopting S/H co-design. The software portion of the system realizes the image capture, image process, format conversion and the communication between interfaces. The hardware portion of the system uses IBM PowerPC to do control. The interface of the communication uses Universal Serial Bus 2.0 (USB 2.0) to realize the data transfer of real-time images with which it becomes more popular. Finally, we develop a graphical user interface for the application program on Host PC that makes users more convenient to control the transmission and reception of data. As a result, users can use displayer to show the video.
目錄 III
表目錄 VII
第1章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 系統架構 1
1.4 論文組織 3
第2章 研究背景 4
2.1 顏色空間轉換與取樣 4
2.2.1 RGB轉換YUV 5
2.2 SOC軟硬體系統整合平臺 7
2.2.1 Xilinx Platform Studio整合平臺 8
2.3 SOC發展平臺 9
2.3.1 Xilinx ML507 Evaluation Platform 9
2.3.2 IBM PowerPC 440 11
第3章 即時錄影系統軟硬體架構 13
3.1 硬體架構 14
3.1.1 類比/數位轉換 14
3.1.2 錄影系統硬體電路設計 19
3.1.3 Wrapper設計 30
3.2 軟體架構 32
3.2.1 系統軟體 33
3.2.2 應用軟體 34
3.3 SOC軟硬體系統整合 35
3.3.1 硬體整合 35
3.3.2 軟體整合 36
3.3.3 SOC軟硬體整合 36
第4章 USB 2.0傳輸模組 38
4.1 USB2.0介面控制晶片 38
4.1.1 串列引擎 40
4.1.2 FX2端點緩衝區 41
4.1.3 外部FIFO介面 42
4.2 USB2.0 韌體架構與程式設計 48
4.2.1 韌體架構槪觀 48
4.2.2 建立韌體架構 51
4.2.3 函式鉤子 51
4.2.4 描述元配置 59
4.2.5 USB2.0 EZ_USB FX2韌體程式設計 63
4.3 USB開發工具軟體 68
4.3.1 keil C51工具軟體-uVisions2 68
4.3.2 USB Control Panel 69
第5章 PC應用程式 70
5.1 USB DRIVER 70
5.1.1 EZ_USB泛用型驅動程式 71
5.2 應用操作介面設計 73
5.2.1 應用Win32 API函式實現資料傳輸 74
第6章 組測試與實驗結果 76
6.1 個別模組測試 76
6.1.1影像捉取模組測試 77
6.1.2 PC應用操作介面的測試 77
6.1.3 EZ_USB FX2自動模式Slave FIFO IN資料傳輸測試 79
6.2 即時錄影系統測試 80
結論與未來發展 81
參考文獻 82
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[02] CYPRESS, "EZ-USB FX2 USB Microcontroller High-Speed USB Peripheral Controller" Rev.2, June 21, 2002.
[03] CYPRESS, "EZ-USB FX2 Manual Technical Reference", Version 2.1, 2001.
[04] Cypress Semiconductor Corporation, "Endpoint FIFO Architecture of EZ-USB FX1/EZ-USB FX2", Dec 22, 2004.
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[06] Mike Shamshirian, Bhanu Nanduri, "High Speed Clocked FIFO Yield Lower System Cost and High Performance", 1999.
[07] Michael D. Ciletti, "Advanced Digital Design with the Verilog HDL", 出版社:Prentice Hall, December 31, 2004.
[08] Philips, "THE I2C-BUS SPECIFICATION ", VERSION 2.1, JANUARY 2000.
[09] USB Implementers Forum, "Universal Serial Bus Specification Revision 2.0", USB Implementers Forum, April 27, 2000.
[10] XILINX, ML505/ML506/ML507 Reference Design User Guide UG349 (v3.0) May 19, 2008.
[11] XILINX, ChipScope Pro 10.1 Software and Cores User Guide, March 24, 2008.
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[13]方柏霖, "Hardware Design of Video Capture System", 國立成功大學工程科學系, 碩士論文, June, 2004.
[14]錢俊宏, "Digital TV Receiver System Through USB Interface", 國立中正大學電機工程研究所, July 2006.
[15]古頤榛, "VISUAL BASIC 6.0中文版教學手冊", 出版社:�眳p, 出版日期:1999.03.
[16]許永和, "USB2.0 高速週邊裝置設計之實務", 出版社:全華, 出版日期:2006.12.
[17]劉紹漢, "SOC系統晶片設計-使用Xilinx EDK", 出版社:全華, 出版日期:2008.08.
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[20] USB Specification, Rev.2.0 [Online]. Available: http://www.usb.org/
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