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 目前主流的模拟彩色电视标准分为PAL、NTSC和SECAM三种。 每一种标准对应的CVBS信号的格式又各不相同，所以在模拟领域各种标准之间电视节目互相转换比较困难，为了方便各个标准的节目的交换，国际无线电咨询委员会就制定了相应的数字标准，具体将在章节2.2内介绍。
+#### 2.1 ITU-R 601和ITU-R 656数字电视标准
+##### 2.1.1 ITU-R 601介绍
+年CCIR(International Radio Consultative Committee国际无线电咨询委员会)制定了彩色视频数字化标准，称为CCIR601标准，现改为ITU-R 601标准。该标准规定了彩色视频转换成数字图像时使用的采样频率，RGB和YCbCr两个彩色空间之间的转换关系等。
+为了便于国际间的节目交换，为消除数字设备之间的制式差别，以及为了 625行电视系统（PAL）与 525行电视系统（NTSC）之间兼容，向着数字电视广播系统参数统一化、标准化迈出，在 1982年2月国际无线电咨询委员会(CCIR)第15次全会上，通过了601号建议，确定以分量编码为基础，即以亮度分量Y和两个色差分量R-Y、B-Y为基础进行编码，作为电视演播室数字编码的国际标准，601号建议单独规定了电视演播室的编码标准。该标准规定：
+➢ 不论是PAL制，还是 NTSC制电视，Y、R-Y、B-Y三分量的抽样频率分别为13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。
+➢ 抽样后采用线性量化，同时规定了每个样点的量化比特数，用于演播室的量化位数为10bit，用于传输为8bit。
+➢ Y、R-Y、B-Y三分量样点之间比例为4:2:2。亮度信号的抽样频率为13.5MHz，每个色差信号的抽样频率为6.75MHz，其抽样频率之比为4:2:2，或者说，每数字有效行亮度信号的取样点数是720个，而每个色差信号的取样点数是360个，其取样点数之比也为4:2:2，这就是数字分量编码的4:2:2标准，也称为4:2:2格式，用作演播室数字设备及其联接或国际节目交换时的数字化标准。如图 19-2所示。
+{{ :图19-2.png |图19-2 4:2:2图像格式含义}}
+<WRAP centeralign>
+**图19-2 4:2:2图像格式含义**
+</WRAP>
+➢ 进一步明确了模拟与数字行的对应关系，并规定从数字有效行末尾至基准时间样点的间隔，对 525行、60场／秒制式（NTSC）来说为16个样点，对625行、50场/秒制式(PAL)则为12 个样点。不论625行／50场或525行／60场，其数字有效行的亮度样点数都是720，色差信号的样点数均是360，这是为了便于制式转换。若亮度样点数被2除，就得到色差信号的数据。
+##### 2.2.2 采样频率
+为了保证信号的同步，采样频率必须是电视信号行频的倍数。CCIR为NTSC、PAL和SECAM制式制定的共同的电视图像采样标准：
+<WRAP centeralign>
+**fs＝13.5MHz**
+</WRAP>
+这个采样频率正好是PAL、SECAM制行频的864倍，NTSC制行频的858倍，可以保证采样时采样时钟与行同步信号同步。对于4:2:2的采样格式，亮度信号用13.5MHz频率采样，两个色差信号分别用fs／2＝6.75MHz的频率采样。除了标准的4:2:2格式之外，还有将色差信号的抽样频率取为3.375MHz的较低标准的4:1:1和4:2:0格式。另外还有为适合更高图像质量要求而将色差信号抽样频率取为13.5MHz的更高标准的4:4:4格式。
+##### 2.2.3 分辨率
+根据采样频率，可算出对于PAL和SECAM制式，每一扫描行采样864个样本点；对于NTSC制则是858个样本点。由于电视信号中每一行都包括一定的同步信号和回扫信号，故有效的图像信号样本点并没有那么多，CCIR 601规定对所有的制式，其每一行的有效样本点数为720点。不同的制式其每帧的有效行数不同，PAL和SECAM制为576行，NTSC制为484行。
+##### 2.2.4 数据比特率
+CCIR 601规定，每个样本点都按8位数字化，也即有256个等级。但实际上亮度信号占220级，色度信号占225级，其它位作同步、编码等控制用。如果按fs的采样率4:2:2的格式采样，则数字视频的数据比特率为：
+<WRAP centeralign>
+**13.5(MHz)×8(bit)＋2×6.75(MHz)×8(bit) = 27Mbyte/s**
+</WRAP>
+##### 2.2.5 ITU-R BT.601与ITU-R BT.656的区别
+ITU-R BT.601是16位数据传输，Y、U、V信号同时传输。ITU-R BT.656是YUV串行传输，不需要同步信号，8位数据传输，传输速率是601的2倍,先传Y，后传UV。656输出的是串行数据，行场同步信号嵌入在数据流中，也即是嵌入到图3所示的AV信号内，通过分析AV8bit数据可以得到行场同步信号；而601是并行数据，行场同步有单独输出。具体如图 19-3所示。其中行起始、结束的标准位为：FF 00 00 XX，根据该标准可以检出行同步。
+{{ :图19-3.jpg |图19-3  ITU-R 601和ITU-R 656之间的区别}}
+<WRAP centeralign>
+**图19-3  ITU-R 601和ITU-R 656之间的区别**
+</WRAP>
+##### 2.2.6 将视频信号从隔行扫描转为逐行扫描
+隔行扫描就是每一帧被分割为两场，每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描行，通常是先扫描奇数行得到第一场，然后扫描偶数行得到第二场。由于视觉暂留效应，人眼将会看到平滑的运动而不是闪动的半帧半帧的图像。模拟数字电视信号均是隔行扫描信号，而目前大部分VGA显示器均使用的是逐行扫描，而在本实验中需要在VGA显示数字化后的模拟电视信号，所以需要将电视信号从隔行转换为逐行扫描。具体转换算法有很多种，在不同场合适应不同算法，在此采用了一种最简单的隔行转为逐行的算法：就是通过简单的重复每一行，每一场扩大为完整的一帧。
+##### 2.2.7 ADV7181简介
+ADV7181是美国ADI公司生产的一款低功耗的多功能数字视频解码芯片。它可以自动检测 NTSC、 PAL和 SECAM等标准的复合电视信号并将其转换为 16位或 8位的 IT U-R BT.656 YUV 4:2:2的视频数据输出格式。
+ADV7181内部共有 240个控制寄存器用来对该芯片的功能和状态进行设置和查询。这些寄存器的取值对ADV7181的功能和状态的影响的详细内容可以参考 ADV7181的数据手册。 ADV7181的寄存器的取值分为默认值和设置值。它对应芯片设计的初始化功能状态；默认值是芯片复位后的寄存器缺省取值，设置值是通过I2C总线配置方式对这些控制寄存器的默认值进行修改，以达到重新设定 ADV7181的各种功能的目的。具体的向ADV7181的读写时序如图 19-4所示，其中A(s)是传输8bit数据后的ACK信号，此时该信号应该被拉低。
+{{ :图19-4.png |图19-4 ADV7181的读写时序}}
+<WRAP centeralign>
+**图19-4 ADV7181的读写时序**
+</WRAP>
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 ### 3. 程序设计
+#### 3.1 总体架构
+整个程序由6个模块组成(图 19-5)：\\
+. TE3_DVD2VGA是顶层模块，将各子模块实例化并连接各模块。\\
+. I2C_AV_Config模块负责配置ADV7181。\\
+. TV_to_VGA模块生成VGA所需的场合同步信号。\\
+. itu_r656_decoder模块根据ITU-R 656标准解码ADV7181给出的数据流，并将隔行扫描的信号转为逐行扫描的信号。\\
+. dul_port_c1024利用FPGA内部的双口RAM将一行信号重复转为两行信号。\\
+. YCbCr2RGB模块将YCbCr色度空间的数据转为RGB色度空间的数据。
+{{ :图19-5.png |图19-5 程序总体架构}}
+<WRAP centeralign>
+**图19-5 程序总体架构**
+</WRAP>
+#### 3.2 TE3_DVD2VGA模块(TE3_DVD2VGA.v)
+TE3_DVD2VGA是顶层模块，主要是起连接作用，将各个模块连接起来，其接口如下所示：
+<code verilog>
+input	OSC_27;				//27 MHz时钟接口
+input	OSC_50;				//50 MHz时钟接口
+input    RESET;				//全局复位信号
+inout	I2C_SDAT;			//I2C接口数据线
+output	I2C_SCLK;			//I2C接口时钟线
+output	VGA_CLK;   		//VGA接口时钟信号
+output	VGA_HS;			//VGA接口行同步信号
+output	VGA_VS;			//VGA接口场同步信号
+output	VGA_BLANK;		//VGA接口场消隐信号
+output	VGA_SYNC;			//VGA接口同步信号
+output	[9:0]	VGA_R;   		//VGA Red[9:0]
+output	[9:0]	VGA_G;	 		//VGA Green[9:0]
+output	[9:0]	VGA_B;   		//VGA Blue[9:0]
+input	[7:0]	TD_DATA;    	//TV Decoder的8bit数据信号
+input	TD_HS;				//TV Decoder行同步信号
+input	TD_VS;				//TV Decoder场同步信号
+output	TD_RESET;			//TV Decoder复位信号
+</code>
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