基于Xilinx Spartan-6 FPGA加速纹理映射的实现 - 参考设计 -

　　采用Spartan-6 FPGA加速纹理映射：这种要求严苛的图形流程曾经是定制ASIC内核的应用，而如今却成为低成本FPGA的天下。

　　作为一种以 FPGA 为构建基础，而非采用专业多媒体片上系统的手持设备，Milkymist One 无须计算机的辅助即能为聚会和音乐会提供视频特效。在 Milkymist One 中，Spartan-6 FPGA 基本可实现系统的整个数字化部分。另外，FPGA 的强大功能还足以处理纹理映射，这种高端图形功能代表了系统必须执行的最密集的数据处理任务。在传统上，纹理映射属于 ASIC 图形处理单元的领地，而在更早以前则是高端工作站的属地。

　　新应用领域的出色表现

　　无论是音乐节目主持人、综艺节目主持人还是其他活动的组织者都能在音乐会、节日以及俱乐部中使用Milymist One（见图1）营造出具有极强娱乐性的视频效果。将摄像头与视频投影仪连接在一起，按下电源按钮，数秒钟后拍摄的一切就变成栩栩如生、似幻似真的光色效果。将摄像头聚焦于舞台上的舞者，指向参加聚会的人群乃至玩具或其他对象，让观众为这种特效营造的效果如痴如醉。如果没有摄像系统的加入，Milymist One可以单纯地根据环境声响生成效果，特别适用于希望能以交钥匙解决方案实现简单视觉效果的乐队、俱乐部和聚会组织者。

　　该器件可支持来自多个源头的输入：MIDI键盘、USB计算机键盘、DMX桌面以及OpenSoundControl （OSC）客户端。用户甚至能够使用智能手机与视觉效果无线地互动，只需要将一个WiFi路由器连接至以太网端口即可。另一个选择是使用广受青睐的 Arduino 电路板，利用其大量的传感器界面来通过MIDI对Milymist One进行控制。

　　我们必须克服设计这种器件的重大挑战。我们的处理算法要求将相当数量的计算功能和存储器带宽用于处理高帧率和低时延的视频。另外，器件还必须与多种I/O协议实现接口相连。就本应用而言，包含CPU和图形加速功能的多媒体片上系统是许多工程师的首选。然后，他们会选用一些外部芯片来处理所有的接口。通过充分发挥赛灵思器件的功能和灵活性，我们能够在单个Spartan-6 FPGA中实现我们系统几乎全部的数字部分，从而既可以降低成本、精减芯片数量，又能够显著提升灵活性。

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