Design of control module for high-definition video encoding and decoding system

In the fields of aerospace, remote sensing measurement, security defense, and home entertainment, it is required to save high-definition video signals in time for later analysis, processing, research, and appreciation. Therefore, it is very necessary to study a set of high-definition video codec systems with fast processing speed, reliable performance, easy use, and in line with relevant industry specifications. This paper first introduces the development history of high-definition video. It also expounds the design ideas of high-definition video codec systems based on the current development of related fields, and proposes a feasible system design scheme. The high-definition video encoding system based on H.264 has very high requirements for the processor, and general DSPs and general-purpose processors are difficult to meet the performance requirements. This system selects Fujitsu\'s latest dedicated video codec chip MB86H51, which can achieve real-time encoding and decoding of high-definition video with a resolution of 1080p. The chip has the advantages of high compression rate, low power consumption, and small size. The control equipment of the system is jointly completed by three FPGA chips and ARM controllers. The FPGA chips are responsible for video input and output, code stream input and output, and control of the main codec chip. As the upper-level human-computer interaction controller, ARM provides an operation interface to the system user and is connected to the main control FPGA. The scheme realizes the functions of high-definition video input, real-time encoding and code stream storage and output, and can encode 1080p high-definition video and store it in the hard disk. The difficulty of system development lies in the program design and debugging of FPGA. Secondly, the function implementation, usage method and program design of FPGA in the system are introduced in detail. The I2C bus interface and interface control function are realized by programming in VHDL language, and the 128K command storage ROM is realized by using the M4K fast storage unit built in the stratix series FPGA, and the design components are modularized to facilitate future functional expansion. The hard disk read and write and SDRAM interface control functions in PIO mode are realized by programming, and high-speed data storage function is realized. The main chip codec control function is realized by using timing state machine programming, and the codec command sending and status reading are completed. The design ideas, debugging results and FPGA resource usage are analyzed. The latest chips used in the design and their working methods are introduced, and the latest technologies and methods used in the design process are analyzed. It has strong practical value. Finally, the paper proposes a solution for improvement of the system for different usage situations, and analyzes and prospects the key technologies related to high-definition video.