隨著航空電子技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)載視頻圖形顯示系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)性等性能的要求日益提高。常見的系統(tǒng)架構(gòu)主要分為三種：

　　（1）基于 GSP+VRAM+ASIC 的架構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是圖形 ASIC 能夠有效提高圖形顯示質(zhì)量和速度，缺點(diǎn)是國(guó)內(nèi)復(fù)雜 ASIC 設(shè)計(jì)成本極高以及工藝還不成熟。

　　（2）基于 DSP+FPGA 的架構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是，充分發(fā)揮 DSP 對(duì)算法分析處理和 FPGA對(duì)數(shù)據(jù)流并行執(zhí)行的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，提高圖形處理的性能；缺點(diǎn)是，上層 CPU 端將OpenGL 繪圖函數(shù)封裝后發(fā)給 DSP，DSP 拆分后再調(diào)用 FPGA，系統(tǒng)的集成度不高，接口設(shè)計(jì)復(fù)雜。

　　（3）基于 FPGA 的 SOPC 架構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是，集成度非常高；缺點(diǎn)是邏輯與 CPU 整合到一起，不利于開發(fā)。

　　經(jīng)過對(duì)比，機(jī)載視頻圖形顯示系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)具有優(yōu)化空間，值得進(jìn)一步的深入研究，從而設(shè)計(jì)出實(shí)時(shí)性更高的方案。

　　本文設(shè)計(jì)一種基于 FPGA 的圖形生成與視頻處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn) 2D 圖形和字符的繪制，構(gòu)成各種飛行參數(shù)畫面，同時(shí)疊加外景視頻圖像。在保證顯示質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)性、減少內(nèi)部 BRAM 的使用、降低DDR3的吞吐量。

　　本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖 1 所示。以 Xilinx 的 Kintex-7 FPGA 為核心，構(gòu)建出一個(gè)實(shí)時(shí)性高的機(jī)載視頻圖形顯示系統(tǒng)。上層 CPU 接收來自飛控、導(dǎo)航等系統(tǒng)的圖形和視頻控制命令，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化和預(yù)處理后，通 過 PCIe 接口傳送給FPGA。本文主要是進(jìn)行 FPGA 內(nèi)部邏輯模塊的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。