Switch和SRAM控制器模塊主要負責(zé)在DMA傳輸過程中在兩片 SRAM間調(diào)度數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的乒乓存取。Switch模塊用于完成兩塊RAM之間的切換及數(shù)據(jù)的分區(qū)存儲。它工作于兩個狀態(tài)：以Flag為標(biāo)志位， Flag為0時做寫RAMl的操作;Flag為1時做寫RAM2的操作。在DMA方式下，一次DMA讀取硬盤一個扇區(qū)剛好寫滿一片RAM，Switch模塊掛起數(shù)據(jù)寫入，等待中斷。當(dāng)另一片RAM中的數(shù)據(jù)被全部讀出后中斷發(fā)生，此時Switch模塊交換兩片內(nèi)存的讀寫端口地址。

　　2.1.2 RAM分區(qū)讀寫

　　由于系統(tǒng)要提供多路視頻的播放，因此，在進行DMA傳輸?shù)倪^程中需實現(xiàn)各路視頻數(shù)據(jù)的分區(qū)讀寫。在寫內(nèi)存時，采用雙時鐘控制機制。若要實現(xiàn)32路VOD系統(tǒng)，將一片512 k的RAM分為32個單元，每個單元長度為16 k，定義RAM的地址為：wraddress2=wraddressl+wraddress

　　wraddressl為每個內(nèi)存分區(qū)的基地址，它的取值分別是0 k，16 k，32 k，48 k，…，496 k，另外是一個偏移地址wraddress。內(nèi)存分區(qū)方式如圖3所示。

　　定義時鐘C0為寫內(nèi)存分區(qū)時鐘，C1為寫內(nèi)存偏移時鐘，C0的頻率為寫C1的32倍。當(dāng)偏移地址為某一值時，權(quán)值地址的取值會從0 k～496 k遍歷一次，即每一內(nèi)存單元讀寫周期，寫入每個分區(qū)的一個單元。

　　同樣，對內(nèi)存中的數(shù)據(jù)也要分區(qū)讀出并送往相應(yīng)端口。該模塊使用一種內(nèi)存地址的計數(shù)方法：將地址線的長度設(shè)置為10位，再將低5位的地址和高5位的地址互換，目的是從高5位開始計數(shù)，計數(shù)滿了進位到低5位。高5位表示分區(qū)地址，低5位為分區(qū)的偏移地址，地址從第6位開始累加，剛好遍歷32個分區(qū)，完成高5 位的依次累加后，進位到低5位的分區(qū)偏移地址，表示開始讀下一輪分區(qū)的第2個內(nèi)存單元。如此類推。根據(jù)計算出的地址可實現(xiàn)對各分區(qū)的數(shù)據(jù)依次讀取。地址算法示意圖如圖4所示。

　　2.1.3 移位輸出模塊

　　該模塊主要實現(xiàn)的功能是：在分路時鐘的控制下，將從內(nèi)存中讀出的多路數(shù)據(jù)移位輸出。該模塊定義了一組長度為16位的移位寄存器。數(shù)據(jù)I/O讀寫的時間和速度由video_clock確定，video_clock的頻率是12.5 MHz，負責(zé)控制SRAM_R控制器，移位輸出模塊和視頻解碼板的同步。模塊中還設(shè)置了一個累加計數(shù)器div3，工作頻率與video_clock相同。當(dāng)SRAM_R控制器依次將各路視頻文件讀人一個寄存器后，每一個時鐘下降沿到來時移出1位，直至全部移出。若加大時鐘頻率和緩沖內(nèi)存空間，可以增加移位寄存器的數(shù)目，從而增加視頻輸出端口的數(shù)量，實現(xiàn)系統(tǒng)點播路數(shù)的增加。

　　2.2 系統(tǒng)軟件工作流程

　　系統(tǒng)程序劃分為主機程序和點播終端兩大部分。主機程序主要實現(xiàn)3個功能：管理硬盤，提取簇鏈;播放節(jié)目，點播控制;響應(yīng)請求，串口中斷。管理硬盤的方式主要是通過自定義的DMA控制模塊對硬盤的控制寄存器進行操作，驅(qū)動硬盤后訪問FAT32文件系統(tǒng)下的相應(yīng)扇區(qū)，追朔簇鏈，將簇鏈提取出來寫入到Flash ROM中，為播放做準(zhǔn)備。點播端程序則主要負責(zé)生成指令包。本系統(tǒng)軟件工作流程如圖5所示。

　　本系統(tǒng)要處理多路視頻數(shù)據(jù)，并且視頻信號數(shù)據(jù)量大，在點播過程中系統(tǒng)必須集中大部分處理器時間來處理各路視頻信號，而視頻文件的文件名和簇鏈結(jié)構(gòu)必須通過相對低速的PIO操作來獲得。為了解決簇鏈讀取速度的瓶頸，本文設(shè)計了適合本系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化對數(shù)據(jù)的管理，加快讀取速度。定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有：

　　客戶端的狀態(tài)和播放進度也由專門的結(jié)構(gòu)體來記錄和管理。定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有：

　　3 結(jié)束語

　　SOPC =NiosⅡ軟核+FPGA這個創(chuàng)新的概念為嵌入式設(shè)計帶來的極大的便利和靈活性。利用強大的SOPC開發(fā)平臺和豐富的IP資源，可大量縮短系統(tǒng)設(shè)計周期，而且系統(tǒng)的改進也變得十分方便。本文提出的通過把用戶自定義的硬盤讀寫模塊整合到SOPC平臺上，與NiosⅡ無縫接合，成功實現(xiàn)了多路視頻數(shù)據(jù)的并發(fā)點播。