基于dsp和fpga架构的嵌入式图像处理系统设计new

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1、第19卷第22期电子设计工程2011年11月Vo1．19No．22ElectronicDesignEngineeringNOV．2011基亏DSP和FPGA架构的嵌入式图像处理系统设计钟颖．-，张春侠一，林玉野，(1．北京航天自动控制研究所北京100854；2．宇航智能控制技术国家级重点实验室北京100854)摘要：针对图像处理要求运行复杂灵活的图像处理算法和大数据量的数据传输处理的要求，提出了一种基于DSP和FPGA架构的嵌入式图像处理系统，简要介绍了系统的工作原理，详细介绍了系统硬件设计方案和具体的电路组成，并针对FPGA程序处理的难点和解决办法进行了说

2、明，给出了时序仿真波形，最后利用目标复原算法对系统加以验证。关键词：DSP；FPGA；嵌入式；图像处理中图分类号：TP317．4文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)22—0021—04EmbeddedimageprocessingsystemdesignbasedonDSPandFPGAZHONGYing。，ZHANGChun—xia。，LINYu—ye’(1．BellingAerospaceAutomaticControlm眦e，Beijing100854，China；2．NationalKeyLaboratoryofScienceand

3、TechnologyonAerospaceIntelligeneeControl，Beijing100854，China)Abstract：Accordingtotherequirementofthecomplexandflexibleprocessingalgorithmandlarge-volumedatatransmittinginimageprocessing，anembeddedimageprocessingsystembasedontheframeworkofDSPandFPGAispresented．Theworkingprincipleofs

4、ystemisintroducedbriefly，andsystemhardwaredesignschemeandmaterialcircuitryarepresentedindetmlinthispaper．ThedificultiesandsolutionsinFPGAprogramprocessingareexplained，anditgivestimingsimulationwaveformsfuahe~Finallytheproposedsystemisvalidatedbytargetrestorationalgorithm．Keywords：D

5、SP；FPGA；embedded；imageprocessing随着数字化技术的不断发展和完善，嵌入式数字图像处控制单元，并接收执行主控制单元控制指令。理技术已广泛应用于工业、军事、生物、医疗、电信等领域。由5)接收并转发主控制单元与图像输出部件之间的指令、于图像处理要求运行复杂灵活的图像处理算法和大数据量状态信息。的数据传输处理．且实际应用中嵌入式系统实时性要求不断2系统硬件设计提高，要求硬件平台的处理速度快、灵活性强，基于DSP和FPGA架构的数字硬件系统可以把二者的优点结合在一起。嵌入式图像处理系统构成如图1所示。包括LVDS接收已经成为嵌入式图像采集

6、、处理硬件平台的首选方案。电路、FPGA控制电路、同步FIFO接口电路、DSP数字图像处理及其配套存储器电路、同步脉冲控制电路、串行控制电路1嵌入式图像处理系统功能等。其中FPGA控制电路主要完成图像信号接收、初步预处嵌入式图像处理系统主要负责从前端图像输出部件接理并将其写人同步FIFO中缓存．DSP主要控制图像采集输收图像数据，经过FPGA逻辑处理后通过FIFO传输至DSP．出部件正常工作、接收FIFO传送的图像数据、实现较为复杂在DSP中进行算法处理，将处理结果通过串行通信接口发送的图像处理算法等。至主控制单元。为了满足实时性要求，全部图像采集、传输、系

7、统硬件设计采用模块化设计思想，保证系统工作可处理必须在50ms以内完成。靠，满足实时性要求。嵌入式图像处理系统的功能主要包括：2．1DSP数字图像处理电路1)通过LVDS接口实时接收图像输出部件传送过来的DSP选用，I’I公司的TM$320C6416芯片，其为定点数值图像信息：处理器．内部采用两个高速缓存器，即16kbyte的～级数据2)通过Rs422串行通信接口实时接收图像输出部件传cache．16kbyte的一级程序cache和可映射到统一存储空间送过来的其他信息，完成对图像输出部件的配置、指令控制；的1024kbyte的二级存储器；主频最高可以达到60

8、0MHz。3)完成对图像输出部件曝光、时序控制；具有