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基于FPGA的机载视频图形显示系统设计
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随着航空电子技术的不断发展，现代机载视频图形显示系统对于实时性等性能的要求日益提高。常见的系统架构主要分为三种：
（1）基于 GSP+VRAM+ASIC 的架构，优点是图形 ASIC 能够有效提高图形显示质量和速度，缺点是国内复杂 ASIC 设计成本极高以及工艺还不成熟。
（2）基于 DSP+FPGA 的架构，优点是，充分发挥 DSP 对算法分析处理和 FPGA对数据流并行执行的独特优势，提高图形处理的性能；缺点是，上层 CPU 端将OpenGL 绘图函数封装后发给 DSP，DSP 拆分后再调用 FPGA，系统的集成度不高，接口设计复杂。
（3）基于 FPGA 的 SOPC 架构，优点是，集成度非常高；缺点是逻辑与 CPU 整合到一起，不利于开发。
经过对比，机载视频图形显示系统的架构设计具有优化空间，值得进一步的深入研究，从而设计出实时性更高的方案。
本文设计一种基于 FPGA 的图形生成与视频处理系统，能够实现 2D 图形和字符的绘制，构成各种飞行参数画面，同时叠加外景视频图像。在保证显示质量的同时，对其进行优化，进一步提高实时性、减少内部 BRAM 的使用、降低DDR3的吞吐量。
本系统总体设计方案如图 1 所示。以 Xilinx 的 Kintex-7 FPGA 为核心，构建出一个实时性高的机载视频图形显示系统。上层 CPU 接收来自飞控、导航等系统的图形和视频控制命令，对数据进行格式化和预处理后，通 过 PCIe 接口传送给FPGA。本文主要是进行 FPGA 内部逻辑模块的设计和优化。
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