OSDH 行业应用字符叠加芯片/模块

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1. 概述

   CMV-OSDH字符叠加芯片实现在模拟视频信号上叠加文本和图形的功能，支持标准CVBS信号（PAL/NTSC制式）。本芯片采用虚拟屏幕技术，将视频显示区域虚拟为一个410*280（PAL）或410*240（NTSC）的显示屏，用户可以在此虚拟显示屏上显示日期时间、文本、图象信息；支持两种颜色和八种显示模式，能够内部产生灰度级视频，提供4类信息区管理：日期时间、开关量输入/输出、A/D数据采集输入、文本自动换屏显示（可用户定制某些功能）；芯片内置12、14或16点阵GB2312汉字和ASCII码字库，支持内置静态命令；通过外扩SPI存储器支持大段广告文本、16和20点阵的GB18030大汉字库（全部简/繁体汉字，可选多种字体）；UART串口可以很方便与其他电路接口。本芯片具有叠加功能强大、控制方便、可扩展性强等特点，经客户定制后可实现单芯片字符叠加方案（即原来CPU+字库存储器+OSD三颗芯片，现在只需要OSDH一颗芯片），极大降低了应用成本。

OSDH模块)

(OSDHm模块)

(外部视频叠加效果）

(内部视频叠加效果）

2. 功能特点

   * 本芯片实现在模拟视频信号（PAL或NTSC制式）上叠加文本符号和图象的功能，在没有外部视频信号时能自动产生灰色视频信号继续显示叠加的信息（需外部电路配合）。

   * 本芯片采用虚拟屏幕技术，将视频显示区域映射成一个分辨率为410*280@PAL或410*240@NTSC的虚拟屏幕，用户可以在这个虚拟屏幕的任意位置写入文本或图象内容，超出虚拟屏幕的内容将被自动裁减掉。

   * 本芯片采用图层技术，支持前景和背景两个图层并可由硬件设置图层颜色（通常前景色为白色、背景色为黑色，并且前景色优先显示），硬件还可设置背景色为透明背景视频。

   * 上电时可以由特定引脚完成以下配置（均有内部上拉电阻）：（1）视频制式（PAL或NTSC）；（2）外部视频的行/场同步信号触发模式（上升沿或下降沿）；（3）串口通信协议集选择（缺省或用户定制）；（4）串口通信速率（9600/38400/115200/230400bps）。

   * 一个外部视频信号有效性指示输出引脚（输出高表示外部视频有效），该引脚同时用做内/外部视频切换控制（需外部电路配合）。

   * 支持软件进行如下设置：（1）使能/禁止叠加功能；（2）使能/禁止发送通信响应；（3）虚拟屏幕相对实际显示区域的行/列偏移（范围0—15），内/外部视频使用独立的行/列偏移设置；（4）支持四类信息区的显示和配置：日期时间信息区、开关量信息区、数据信息区、文本信息区。每个信息区可设置：是否使能、是否自动换行、是否自动对齐、是否两倍放大、内/外字库选择、16/20点阵字体选择（内部字库可能是12或14点阵）、叠加颜色、字符行/列间距、矩形区域等参数，每类信息区还有一些特有参数；其中后三类可用户定制。

   * 日期时间信息区（2个，日期、时间各1个）：显示日期、时间信息，缺省日期格式为“年/月/日”（年份可选2位或4位数字）、时间格式为“时:分:秒”，日期和时间的分隔符设置，显示刷新频率1Hz。注意：屏幕上叠加的其他信息不要与日期时间区域重叠。

   * 开关量信息区（5个，3个输入、2个输出或用户定制开关量信息）：显示输入、输出两类开关的状态信息（如：开关量输入/输出的高、低电平状态），采样频率和显示刷新频率均为2Hz，用户可定制状态触发事件。

   * 数据信息区（2个，2路A/D输入或用户定制数值统计信息）：理论最大数值范围可达±2147483647（最多支持7位小数），两路12位A/D数值范围为0—4095、采样频率约100Hz、显示刷新周期1-255秒可设置（取多次采样数据的平均值显示），用户可以通过设置基准数值、缩放比例、小数位数等将A/D采样数值转化为需要的数据格式（如：温度等），还可以设置报警门限，在高于或低于门限时产生报警输出（使用两路开关量输出信息区）。

   * 文本信息区（2个，2个广告文本或用户定制文本信息）：广告文本支持定时自动换屏（可用户定制触发换屏方式），可设置自动换屏时间1-255秒、重复循环次数1-254次（255表示无限循环），每个广告文本最大4K字节（本功能需要外部串行存储器，支持用户定制）。

   * 支持三类直接叠加显示功能：（1）字符叠加，用于叠加由ASCII码、全角符号和国标汉字组成的字符串；（2）图象叠加，用于叠加客户自定义的符号或图形；（3）控制叠加，用于清除/填充矩形区域、直线绘制、DMA直接访问显存等。

   * 字符叠加功能：8种显示模式（前景色/背景色/前景色加背景边/背景色加前景边/前景色加背景底/背景色加前景底/无前景色仅背景边/无背景色仅前景边）、是否两倍放大、字符行/列间距（0-15像素，注意：所有加边框或底色的叠加会额外占用上/下/左/右各1个像素）、是否自动对齐、是否自动换行、内/外字库选择、16/20点阵字体选择（内部字库可能是12或14点阵）、叠加区域的矩形坐标等参数。

   * 图象叠加功能：支持8种显示模式（同文本叠加）、图形的宽和高（都必须≤48）、叠加区域的左上角坐标、是否允许屏幕边界裁减（如果不裁减则图形必须完全在虚拟屏幕之内）等参数。本功能可用于5*7点阵ASCII码、12—40点阵汉字等各种特殊字体。

   * 控制叠加的矩形区域控制功能：图层选择（前景色或背景色）、图层清除或填充、是否带边框（用于带边框或底色的叠加显示）、矩形区域坐标等参数。应用技巧：当硬件被设计为透明背景时，使用矩形填充背景、前景色加背景底的显示模式可实现透明叠加功能。

   * 控制叠加的直线绘制功能：图层选择（前景色或背景色）、直线模式（水平或垂直）、线条宽度（1-7像素）、线条长度、起始的左上角坐标等参数。建议：线条至少2个像素的宽度。

   * 控制叠加的DMA直接访问显存功能：图层选择（前景色或背景色）、显示模式（覆盖或与原数据异或）、连续写入字节数、间隔字节数、显示缓存起始地址等参数。本功能可用于显示较大图形、滚动广告条、动画等高级个性化应用。

   * 静态命令：芯片每次启动后自动执行内部存储器中用户预先下载的一些通信命令，用于实现个性化开机画面（如：设置显示参数、企业LOGO信息等）。静态命令与通信协议中的命令格式基本相同，仅在每条通信命令后额外增加一个字节的时间参数（表示当前命令执行后暂停0—25.5秒，时间单位0.1秒），注意：只有当静态命令全部被执行后才能进行通信，因此要慎重使用暂停时间参数（通常设置为0）。全部静态命令最多2000字节。

   * 内部高精度计时器实现RTC时钟，每小时计时误差<1秒（建议每天至少校时1次），上电缺省为2000年01月01日12时整。

   * 芯片内置12、14或16点阵GB2312汉字和ASCII码，以及20点阵ASCII码；可选多种字体（支持用户下载）。芯片可通过外部存储器扩展包含16和20点阵的ASCII码、国标A1/A3区全角符号、GB18030汉字库（支持全部简/繁体），可选下载多种字库。另外，可根据用户需要定制字体（最大40*40点阵）。

   * 支持UART串口通信控制，速率为9600/38400/115200/230400bps（由特定引脚设置）。

   * OSDH芯片工作电压：2.7—3.6V；工作电流：<100mA；工作温度：-40℃—+85℃；封装：LQFP-64。

   * OSDH模块工作电压：3.3V±5%；工作电流：<150mA；工作温度：-20—+70℃；模块尺寸：50*40mm；引脚数：10*2。

   * OSDH(m)模块工作电压：3.3V±5%；工作电流：最大<150mA；工作温度：-20—+70℃；模块尺寸：36*27mm；引脚数：6*2。