摘要 研究一种基于片上可编程系统(SoPC)技术的视频数据传输方案。该方案自定制了一个四口SDRAM控制器，并将其中的两口设计成符合流模式传输规范的接口，作为一个SoPC外设挂在AValon总线上，方便重复使用。另外，采用DMA控制以流传输模式进行数据搬运，不仅可解放CPU，而且速度快、控制灵活，解决了视频处理中数据路径的优化问题。
关键词 SoPC 流模式 SDRAM控制器 帧缓冲 DMA控制

引 言
    随着计算机技术、多媒体技术以及通信技术的发展，数字视频技术得到了越来越广泛的应用。在数字视频技术的研究中，视频数据传输是一个技术关键。本文针对视频数据流数据量大、实时性要求高的特点，采用流模式传输，将视频采集数据通过DMA从存储资源紧张的片内缓存区搬运至片外SDRAM帧缓冲区，实现图像的高速传输。
    利用SoPC(System on Programmable Chip)片上可编程系统技术，将处理器、多口SDRAM控制器、DMAC、I2C接口等模块集成到一块FPGA上，实现视频图像的采集、存储、传输和显示。采用自定制组件的办法，将多口sDRAM控制器封装成符合流模式规范的一个外设挂在Avalon总线上，非常方便DMAC进行数据的搬运，并大大提高了系统的性能。

1 流模式传输规范
    流模式传输是Altera Nios II嵌入式系统中的一种高级Avalon总线传输方式。这种传输模式在流模式主外设和流模式从外设之间建立一个开放的信道，以提供连续的数据传输。这个信道使得只要存在有效数据就能进行数据的流动，主设备不需要不断地对从外设的状态寄存器进行访问。这样使得主从端口之间的数据吞吐量达到最大，同时也避免了从外设的数据上溢或下溢。流传输模式最适合DMA传输。一个只包含流控制信号和一个计数器的*基金项目：深圳市科技计划资助项目(200708)。DMA控制器就可以用来在一个从外设和一个存储器之间连续地传输数据。

    本设计采用流传输模式的从端口读传输和从端口写传输的方法。从端口读传输中，除了要设计接收主端口发出的clk信号、address信号、read信号、chipselect信号和readdata信号之外，从外设还需要设置dataavailable信号有效来表示它能够接收读传输。从端口读传输接口信号及其时序如图1所示，由从外设发出的dataavailable有效时启动流模式读传输，数据通过DMA的搬运，开始连续不断地由从外设流向主端口直至传输完成，传输的停止或中断也由从外设来决定。同样的道理，在写传输中，要设计接收主端口发出的clk信号、address信号、write信号等基本从端口写传输信号之外，从外设则需要设置ready-fordata信号有效来表示它能够接收写传输，图2为从端口写传输接口信号及其时序。此外，读传输和写传输中的endofpacket信号取决于用户设计。