可编程逻辑器件(FPGA)将数字信号处理器(DSP)、4片帧存以及输入和输出视频数据流连接起来。依据功能状态，帧存定义为写入帧、处理帧、读出帧、缓存帧、废弃帧，其中缓存帧和废弃帧不同时存在。写入帧指该帧存与视频数据输入流连接，正在存储输入的视频数据；处理帧指该帧存与DSP连接，作为DSP的数据缓存，供软件读写；读出帧指该帧存与视频数据输出流连接，视频数据正在被读出显示；缓存帧指处理帧的下一个状态，等待被读出显示，处于孤立状态，废弃帧指视频数据已经完成输出，等待被新的数据写入，处于孤立状态。每一帧视频数据与一片帧存关联，依次经历写入、处理、缓存、读出、废弃的状态(不一定是全部的状态)。FPGA依据规则切换4片帧存，循环往复。

    表2显示系统状态转换的一个循环包含8种情况，由4种输入和4种输出组合而成，每种输出状态对应一个处于读出状态的帧存。

2．3．2 输入帧频大于输出帧频
    在输入帧频大于输出帧频的情况下，一个输入帧周期内，如果接收到输出帧同步信号，缓存帧会转换为读出帧，否则会被重新写入，没有机会输出显示。帧存的状态转换与其原来的状态相关，具有随机特性，不宜从系统总体确定状态循环，只能从单个帧存的角度分析状态转换规律。   设定某帧存输入部分为写入、处理、半缓存、无效4种状态，输出部分为读出、废弃、无效3种状态，二者组合确定该帧存的状态，如表3所示。

    图2中X代表废弃或无效状态。某片帧存从写入状态开始，受输入帧同步信号触发后转换为处理状态，再次触发后转换为半缓存状态，期间的输出帧同步信号不会改变帧存状态，只能确定输出部分为无效状态。半缓存状态时受输出帧同步信号触发进入读出状态(半缓存|读出)，否则受输入帧同步信号触发返回写入状态。读出状态(半缓存|读出)不会受输出帧同步信号的触发改变，但接受一次输入帧同步信号后会成为新的读出状态(无效|读出)，此时系统有了新的缓存帧，当输出帧同步信号来到后转换为废弃状态，此时新的缓存帧进入读出状态，再次受输入帧同步触发后返回写入状态。
    帧存1的状态转换源程序如下，其他3片帧存类似。

   

3 结语
    本文设计的以FPGA，DSP和4片帧存为主体的面向异步视频的嵌入式图像处理系统，把视频数据缓存和视频输出显存融合在一起，节省了数据传输的时间。FPGA依据输入和输出帧同步信号切换4片帧存，能够实现异步视频时帧间不同步状态，无需满足帧频转换算法对存储器空间的要求。采用更先进的存储器、DSP、FPGA芯片能够提高数据传输速度，扩充数据存储空间，加强软件处理能力，实现系统整体性能指标的升级。本方案已经在产品中应用，具有嵌入式系统小尺寸、低功耗的优点，通过升级能够满足更高的技术要求。