OSD(On Screen Display)是指将体系的参数和状况信息在屏幕上显现出来，在电视机、录像机等家电产品中这种技能早已广泛使用。视频盯梢体系要求进行数字、符号、盯梢窗的实时显现，即具有OSD功用，包含无视频输入指示、确定指示、盯梢状况和功用指示、显现脱靶量数据及其他操作参数等。
OSD的完结办法根本上有三种：运用专用OSD器材；选用支撑OSD功用的处理器；选用PLD。在实时性要求较高的视频盯梢体系中，需求运用大规模FPGA进行并行图画处理，并且在FPGA中完结SoPC规划，一起应能减小体系的体积和本钱。假如只选用专用OSD器材或带有OSD功用的处理器反而会添加体系硬件规划的杂乱度，下降体系的可靠性。因而，有必要选用与SoPC体系相结合的OSD完结计划。
1 视频盯梢体系
根据SoPC技能的视频盯梢体系框图如图1所示。体系选用Altera公司的Stratix 系列FPGA及Nios Ⅱ软核处理器完结SoPC规划，将图画处理、方针辨认与盯梢等协处理单元挂在Nios Ⅱ处理器上，并经过SPI、I2C等IP-Core完结对操纵杆、视频编解码器等设备的操控。体系支撑PAL-D(576i25)规范输入输出。
2 OSD完结计划
2.1 SoPC体系的装备结构
在SoPC体系中，完结OSD功用要与如图2所示的SoPC体系的装备结构相结合，体系选用Altera公司的MAX-II器材作为装备操控器，在体系启动(boot)时担任将FPGA的装备数据从外部Flash Memory传送到Stratix中。这儿将OSD字符/图形库以只读数据的方法寄存在外部CFI-Flash中，CFI-Flash一起装有FPGA的装备数据和软件程序，装备完毕后MAX-Ⅱ需求将衔接CFI-Flash的悉数总线置为‘Z’，这样Nios Ⅱ处理器才可以取得CFI-Flash的总线运用权，以读取程序和OSD数据。
2.2 OSD完结结构
OSD完结框图如图3所示。这儿选用了FPGA中的一个M-RAM作为OSD缓存，其间每位与视频中的一个像素映射。因PAL-D复合视频信号为隔行扫描，因而，OSD缓存中的数据按奇/偶场方法寄存，每场占用720×288/8=25 920B，M-RAM巨细为64KB，可完结全视场规模的单色OSD映射。OSD缓存被界说为双口方法，输出与视频数据流同步。
OSD缓存的数据位宽可界说为2n(n=0,1,…)，但应该留意：数据位宽选得越大，NiosⅡ处理器的拜访速度就越快，而OSD的水平方向定位也越杂乱；数据位宽选得越小，水平方向定位越准确，但拜访速度也会越慢，且实时性差。因而，进行折衷处理，挑选lpm_width=8。
M-RAM的读地址要根据行、场同步信号生成，图画原始分辨率为864×625，则水平计数器Cnt_Hor和笔直计数器Cnt_Ver为10bit宽，Cnt_Hor的异步清零端接脉冲化后的行同步信号HSYNC，Cnt_Ver的异步清零端接脉冲化后的场同步信号VSYNC。在有用图画分辨率为720×576规模内，使能地址计数器Cnt_Rd_Addr、Cnt_Rd_Addr的计数时钟为像素时钟的8分频，即每8个像素时钟读取一个数据，Cnt_Rd_Addr的异步清零端接脉冲化后的场同步信号VSYNC。
OSD缓存读地址生成逻辑如图4所示。图中，1.6875MHz时钟脉冲化后接74165的STLD(并行数据加载信号)，每隔8个像素时钟载入一个字节的OSD数据并串行输出。图5为最简略的OSD组成逻辑，图中,bit→piexl的映射逻辑用一个8位并-串转换器74165完结，运用两个8bit的Mux2_1，假如ctrl_bit等于‘0’，则YCbCr输出原图画数据；假如ctrl_bit等于‘1’，则Y输出0xEB，CbCr输出0x10。
2.3 OSD API
OSD API的完结包含：创立API硬件接口;树立字符/图形库;OSD显现驱动函数(包含字节重构、字符显现、图形显现、消隐等)。
API硬件接口可以经过SoPCBuilder树立，包含16位地址OSD_ADDR、8位数据OSD_DATA、写使能OSD_WEN和OSD缓存的异步清零信号OSD_ACLR。由于M-RAM不能设置初始数据，因而上电后首先将OSD_ACLR置位，然后对OSD缓存初始化后，再将OSD_ACLR置零，避免开机时体系呈现花屏现象。
字符/图形库可以经过字模提取软件得到，并界说到unsigned char const型数组中。翻开Nios Ⅱ IDE中的System Library Properties窗口，将read-only data memory(.rodata)项设为ext_flash，行将OSD库放在外部的CFI-Flash中。
OSD数据写入缓存时要留意两个关键问题，一是笔直方向上的隔行处理，即依照奇偶场规矩写入缓存；二是水平方向上的字节拆分与重构，由于OSD缓存是整字节(8bit)拜访的，为了完结字符/图形的像素级定位，该操作是必要的。例如，为了在方位3开端叠加如图6所示的11个bit‘1’，需求补5个bit的‘0’，并将重构后的“0x3f、0xf8”写入OSD缓存，该操作由软件完结。
3 结果与定论
OSD完结作用如图7所示，监视器上叠加有字符、数字和图形，假如进一步规划，还可以完结五颜六色OSD、画中画以及通明作用，本文仅仅对这一计划进行了开始验证。
实践使用证明，本文提出的规划计划新颖、合理，可以有用减小视频盯梢体系的体积、下降体系杂乱度和本钱，具有极大的实用价值。
