论文摘要：基于FPGA的3D Comb Filter的Memory Controller 的设计

本文旨在设计一个视频解码器中的三维梳状滤波器及其主体的数据传输框架。这一设计即将应用在昆泰集成电路（上海）有限公司的最新一代解码器中，所以非常具有实际价值。此课题的主要目的是在不损失带宽的条件下，使亮色完善分离，避免亮色互串，提高彩色电视图像清晰度。采用数字滤波和FPGA技术的数字处理方法，克服模拟处理方法的局限性，实现完善的亮色分离。三维梳状滤波器是目前市场中的高端产品，是在行梳状滤波器的基础上发展而来的。因为行梳状滤波器只适用于图像垂直细节较少的情况，无法实现亮色副频谱线的分离，而三维梳状滤波器却能够克服行梳状滤波器的缺点。本设计所依据的主要原理是：复合电视信号相邻两行对应点的色度信号相位相反，而每一帧总共有525行，所以相邻两帧对应点色度信号相位也相反。所以，通过对当前的一帧图像进行两帧时间的延迟，将连续的三帧图像的对应点相加，从而对亮度信号和色度信号进行分离。为了能够有效的设计这样一个三维梳状滤波器，正确的实现其功能，在设计过程中采用红、绿、蓝三色彩条信号作为测试输入信号，最后再输入复合电视信号。设计中的主要部分都用Verilog来实现，每一步都先在Synopsys VCS上进行波形仿真，然后在FPGA上进行硬件实现，最后通过示波器、功能电视等各种显示设备得到预期结果，从而保证能够实现正确的功能。本设计中利用Stratix EP1S80 FPGA版上的四片SRAM（每一片SRAM可以存储一帧数据）来对复合电视信号进行帧延迟，一切读写行为都是由FPGA上的晶振时钟来控制的。所以，三维梳状滤波器实现的关键在于利用FPGA版上存储资源实现帧延迟，而帧延迟实现的关键在于SRAM存储器的读写控制器的设计以及FPGA内部行数据缓冲器（长度为1024个18bit单元）读写控制器的设计。