基于FPGA和DSP的图像采集与远程传输系统的研究

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1、摘要嵌入式图像采集、处理与传输系统具有体积小、稳定性高等优点，在智能交通、电力、通讯、计算机视觉等领域应用广泛。随着DSP技术的发展，在DSP上用软件实现实时视频压缩成为数字视频压缩标准应用的亮点，这种应用比起专门的压缩芯片更具有灵活性和升级潜力。本文主要研究一种基于DSPTMS320VC5402脱机视频采集、压缩编码和视频数据通信的方法和DSP外围硬件系统设计。在本设计中，图像采集部分利用SAA7111视频采集芯片完成视频信号的精确采集；利用FPGA完成复杂且高速的逻辑控制及时序设计，完成DSP外扩RAM，Flash等高速

2、硬件电路设计，同时完成DSP的地址译码电路，将采集的数字视频信号存储在DSP外扩存储空间中；用FPGA基于NIOSII来虚拟设计了I‘C总线接口，解决了SAA7111初始化的问题；图像的处理的部分设计了一个新的存储器扩展方法：将隔行扫描的模拟视频信号变为逐行存储的数字信号，方便了后续的数字图像处理；利用TMS320VC5402完成将采集到的数字图像信息按照JPEG编码算法进行处理；图像传输部分采用NIOSII的异步串口通信模块实现本地通信，弥补了TMS320VC5402只有同步串口，只能用于与具有同步通信接口的外设进行通信的

3、不足；在DSP上实现了简单TcP／IP协议，解决了实现过程中的关键问题，并根据系统的实际要求对该协议进行了适当的剪裁，最终实现基于以太网的图像远程传输。此外，本文也简单介绍了DSP应用系统设计中的几个关键问题以及如何在线Bootloader，并给出了本文的部分设计原理图和部分Verilog源代码。关键字：DSP，以太网，JPEG，图像采集，TCP／IPABSTRA(?TEmbeddedimageprocessingandtransmissionsystemhasthemeritofsmallvolumeandhighstab

4、ility,andithasextensiveapplicationinthesedomainsofintelligenttransportation，electricpower,communication，computervision，etc．AlongwiththeDSPtechniquedevelopment．therealizationofthereal—timevideocompressiononDSPwitIIthesoftwarebecomesthehi曲pointinthestandardapplicatio

5、nsofthedigitalvideocompressionthatisflexibleandpromotionpotentialcomparedwiththespecialcompressionchips．Thisarticleproposesamethodtotherealizationofoff-linevideoacquisition，compressioncodeandthevide,odatacommunication，mainlybasedonthemethodtotherealizationofvideoen

6、codesoftwareonTMS320VC5402andthedesignofperipheralhardwaresystemofTMS320VC5402．。ThisdesignproposespreciseacquisitionofvideosignalcompletedbySAA7111videoacquisitionchipofPhilipsCorporation．TheFPGAwasappliedinthedesignofthecomplexandhigh·speedlogiccontrolandtiming,hi

7、gh—speedhardwarecircuitofTMS320VC5402extendedRAMandFlashandencodingcircuitoftheDSPaddress，theacquisitiondigitalvideosignalswerestoredi11theTMS320VC5402extendedmemory．ItusedFPGAbasedonNIOSIItocometorealizethe12Cbusinterface，whichhadresolvedtheSAA7111initializationdi

8、fficulty．Anewmemoryexpandedmethodwasproposed：throughchanginginterlacinganalogvideosignaltodigitalsignalsavedbytheline，processingdigitalimagebecom