基于YGV629的车载DVD图形化显示界面实现

1 引言
    汽车影音系统的发展趋势是以车载计算机为平台，集车载视听娱乐、导航、网络控制等为一体的多媒体信息系统。由于影音媒体接入端口的增加，突出了用户使用，系统控制复杂度以及信息导入率之间的矛盾，唯有引入屏幕视控(0nScreen Display，简称OSD)系统的视频图形叠加，实现视频图像实时叠加字符、图形，及时传达和明确原画面无法表达或无法明确表达的信息，使用户显示界面图文并茂、醒目美观．从而保证影音媒体使用便利和信息交互顺畅。所以，研究车载DVD音影系统叠加图形化的操作显示界面具有实际意义。一般有两种OSD的实现方式：外部叠加方式是叠加合成OSD发生器产生的视频与图像视频：内部叠加方式则是由视频处理器直接在视频缓存内部叠加OSD信息后输出合成的视频。
    考虑到车载系统对于系统可靠性及性能价格方面的高要求，这里采用外部叠加方法实现0SD，使用YGV629作为0SD视频叠加控制器，实现图形化用户界面。

2 YGV629简介
    YGV629型视频显示处理器内置Line Buffer，无需VRAM，可通过调用外部存储器(图形库)中的图形单元(Sprite)位图数据，构成画面图形单元的属性，从而使画面自动合成形成图形视频。
    图1所示YGV629的内部原理框图。它有内外两种同步模式。在内同步模式下，由内部时序自同步输出标准格式如PAL，NTSC制式的图形视频信号；在外同步模式下，则由外部视频源提供同步时基，并将图形视频与之锁定，以便在两种视频的后端同步叠加。同时YGV629还输出同步于行场信号的视频叠加脉冲Ys，用于后级视频叠加。

    YGV629能够完成图形和线段的视频处理，需要显示的图形信息以属性形式存储于“显示属性RAM”中。图形单元属性由显示位置坐标、图形编号(图形库中的起始地址)、缩放倍率等12个字节参数组成；线段属性由线段起始结束坐标、线宽、颜色等8个字节参数组成。通过调整更新“显示属性RAM”中的数据得到所需的图形组合画面。如要显示动画效果，只需动态更新属性中的数据即可。
    YGV629主要性能指标：显示容量为同屏可同时显示341幅图形单元：属性RAM容量为4 096字节；调色板RAM容量为2 048字节；彩色显示模式有查色表模式和直接彩色模式；视频输出为模拟RGB和数字RGB(6 bit×3)；支持图形库容量为最大256 MB；支持显示模式有PAL，NTSC，QVGA，VGA，WVGA，SVGA；MCU接口有SPI接口和并行数据接口；采用OFPl44封装；_T作温度范围为一40℃～+85℃。

3 图形、视频叠加原理
    YGV629根据“属性RAM”存储的属性数据，按照属性定义的显示层(Layer)优先级处理，输出混合后的图形视频。其中每一图形单元占用一层，线段可以是多条线段占用一层，通过选择不同的显示层及采用透明色等方法可方便实现所需的图形叠加。图2为图形单元叠加过程示意图。为了保证图形视频与DVD视频的叠加，YGV629以DVD视频的行场为同步时基，保证其输出的图形视频以及叠加控制信号Ys与外部视频具有同步关系。实际上Ys信号是图形视频的选通状态信号，当有图形视频时其信号为高电平，而无图形视频时，则为低电平，用Ys控制视频开关选通图形视频和DVD视频，实现视频叠加。图3是视频叠加时序关系图。

4 系统方案及实现
    常规DVD系统是由DVD机芯、MCU控制器、显示器、收音机及音频处理等电路组成。为了增加图形化界面，在常规DVD系统的基础上增加由YGV629组成的OSD电路，如图4所示。MCU通过内部总线控制DVD机芯等设备的同时墒过显示“属性RAM”更新显示画面，此时MCU只需更改少量的属性参数，所以MCU可通过SPI串行总线控制以YGV629为核心的OSD系统。

    OSD系统采用外部叠加方式工作，DVD机芯输出的视频行场同步作为YGV629的同步基准，保证了YGV629输出的0SD图形视频以及叠加开关信号(Ys)与DVD视频的同步，使视频开关能够在统一的时基下实现视频的混合叠加。叠加后的视频信号与行场同步一同被送至LCD显示器显示。
    图5是视频叠加处理部分电路。图中，YGV629的RGB视频与DVD的RGB视频被传输到视频开关SGM330，在Ys信号的控制下输出混合叠加的视频。由于视频开关通过的信号频率高，切换的速度快，所以视频开关的选取原则应当保证有宽频带和低交叉干扰特性。

    应当注意的是，当系统工作在PAL、NTSC视频制式时，YGV629的外部工作时钟的选取为相应制式的彩色负载波的倍频，其内部PLL参数的设定与显示画面分辨率、大小、位置等有关，需要综合各项参数设定好输出的行场同步信号的频率和脉宽。
    该设计方案采用2 MB的Flash器件作为图形库，存储主画面菜单、DVD界面按钮、提示图案等位图图形数据，满足DVD图形显示界面要求。图6是本方案的车载DVD图形显示界面的视频叠加画面。

5 结语
    以YGV629为核心的OSD系统，较好地解决了车载DVD系统图形界面与系统复杂性间的矛盾。由于采用“显示属性RAM”的形式完成图形单元的显示，只需调整属性RAM参数就可完成图形单元画面的变更及动画的显示效果。实际效果证明，使用YGV629组成的系统稳定可靠，满足车载系统的机械、电气性能要求。