基于fpga和双dsp的高速视频图像处理系统设计new

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1、第39卷，增刊V01．39Supplement红外与激光工程InfraredandLaserEngineering2010年05月Mav．2010基于FPGA和双DSP的高速视频图像处理系统设计苑爱博，鲁新平，李吉成，张志龙，杨卫平(国防科学技术大学电子科学与工程学院ATR重点实验室，湖南长沙410073)摘要：介绍了基于XC5VSX95T和两片TMS320C6455的高速实时视频图像处理系统的设计原理．其中Ff，GA模块主要完成图像实时采集和传输的逻辑控制及图像预处理任务，双DSP模块承担特征提取、目标识别、跟踪等任务。工程应用表明，该系统实时性和稳定性均达到了设计要求，能够

2、实现快速傅里叶变换、边缘检测、识别，跟踪等图像处理算法。关键词：图像处JE；DSP；FPGA中圈分类号lTP391．文献标识码：A文章编号：1007．2276(2010)增(信息处理)一0647．04DesignofhighspeedvideoimageprocessorbasedonFPGAanddualDSPsYUANAi—bo，LUXin—ping，LIJi—cheng，ZHANGZhi-long，YANGWei-ping(KeyLaboratoryforATR．CollegeofElectronicScienceandEngineering．NationalUmve体i

3、tyofDefenseTechnology,ChangSha410073，China)Abstract：Thispaperdesignedahighspeedreal·timesystemofvideoimageprocessingbasedontwochipsofTMS320C6455andXilinxFPGAofXC5VSX95T．ThesystemusesDSPstoprocesstheimagedataandaccomplisheslogiccontrolofdatacatchingandtransmissionwithFPGA．whichcombinesmeritsu

4、chUSrapidity，agilityandcurrency．Applicationofengineeringshowsthathardwarearchitectureiseffectiveandfeasible；theperformancemeetstherequirementofreal·timeprocessing．ThesystemcanrealizethealgorithmofimageprocessingsuchasFastFourierTransform(FFT)，edgedetection，recognizing，trackingandSOon．Keyword

5、s：Imageprocessing；DSP；FPGA0引言图像处理技术已经被广泛应用于视频图像处理的各个领域，可独立运行的高速实时数字图像处理平台己成为图像处理领域的一个发展趋势。然而由于图像处理和自动目标识别的算法复杂，运算量巨大，图像处理系统通常包括分割、检测、标记、识别、跟踪等复杂的过程12l，处理实时性要求高，同时系统的体积也有严格的限制，因此在设计系统时必须综合考虑这些特点，合理选用芯片并保留一定的余度。本文从硬件设计的角度出发研究高速实时图像处理系统。以双DSP+FPGA的结构组成满足实时性要求的图像处理系统，充分发挥FPGA加通用DSP结构的灵活性及实时处理能力∞

6、1。1核心芯片的功能和特点主CPU采用TI公司的TMS320C6455定点DSP芯片。该芯片采用90am工艺，先进的VelociTlTMVLIW架构，拥有8个独立的功能单元，其中有2个收■日期·2010-04-08作■■介·苑爱博(1985．)．男．黑龙江卉齐哈尔人，硕士．主要从事图像佰息处理方面的研究。竺彗兰皇兰耋三垒耋兰兰量兰量量：!童t6位乘法器和0个算术逻辑单元，其最大峰值速度96410MIPS，最高主颇高达I2GHz。它有16Mbit片内集成大容最SRAM．拥有“位高性能外部存储器接口，可与多种同步或异步存储器直接相连，可接八大容量的SDRAM存储器．EMlFA的四个

7、CE空间能接入高逃lG宁节；TMS320C6455拥有2个多通道缓冲串口(MeBSP．最高速率达75MbiUs)．64个EDMA通道以及HPI、GPIO等可灵活使用的资源bl。因此可吼很好地满足图像处理算法的复杂性、实时性承『灵活性要求。系统使用的是Xilinx公司的Virtex5系列XCSVSX95T，Viaex5系列是H前最新、功能最强大的Flea，Viaex-5系列采用第．代ASMBLTM(高级硅片nl台模块)列式架构，除了最先进的高性能逻辑架柑，Viaex．5FFGA还包含多种硬lP