高光谱红外成像系统的乒乓缓存设计.pdf

《高光谱红外成像系统的乒乓缓存设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、２０１７年４月宇航计测技术Ａｐｒ．，２０１７第３７卷第２期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃＭｅｔｒｏｌｏｇｙａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＶｏｌ．３７，Ｎｏ．２文章编号：１０００－７２０２（２０１７）０２－０００１－０４DOI：１０．１２０６０／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－７２０２．２０１７．０２．０１高光谱红外成像系统的乒乓缓存设计周阳杨宏海刘勇傅强（北京航天计量测试技术研究所，北京１０００７６）摘要通过比较三种常用缓存方式的异同，介绍了高光谱成像系统中一种协调数据传输与处理速度的乒乓缓存结构，讨论了乒乓缓冲结构的运行和控制原理。以高速大容量的ＳＲＡＭ以及高性能ＦＰＧＡ器件

2、为平台，设计了一种适应于高光谱成像数据处理系统的乒乓缓存结构，并进行ＲＴＬ仿真和板级验证。实验表明，该方案可以高效完成大量实时视频数据的缓冲和处理，有效提高了系统工作效率，且稳定可靠。关键词高光谱成像乒乓缓冲存储器ＦＰＧＡ中图分类号：ＴＮ２１９文献标识码：ＡDeisgnofPing-pongBufferStructureforHyperspectralInfraredImagingSystemＺＨＯＵＹａｎｇＹＡＮＧＨｏｎｇ-ｈａｉＬＩＵＹｏｎｇＦＵＱｉａｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＭｅｔｒｏｌｏｇｙａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏ

3、ｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６，Ｃｈｉｎａ）AbstractＡｐｉｎｇ-ｐｏｎｇｂｕｆｆｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅｌｏｎｇｉｎｇｔｏｔｈｅｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｗｈｉｃｈｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｐｅｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｗｏｏｔｈｅｒｃｏｍ-ｍｏｎｗａｙｓｏｆｃａｃｈｉｎｇ．Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｐｉｎｇ-ｐｏｎｇｂｕｆｆｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔ

4、ｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｈｉｇｈ-ｓｐｅｅｄｌａｒｇｅ-ｃａｐａｃｉｔｙＳＲＡＭａｎｄｈｉｇｈ-ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＦＰＧＡｄｅｖｉｃｅ，ａｐｉｎｇ-ｐｏｎｇｂｕｆｆｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏａｄａｐｔｔｏｔｈｅｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｉｍａｇｉｎｇｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＡｌｓｏｔｈｅＲＴＬｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｂｏａｒｄ-ｌｅｖｅｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｔｓｅａｍｌｅｓｓｂｕｆｆ

5、ｅｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｈｅｒｅａｌ-ｔｉｍｅｖｉｄｅｏｄａｔａ，ａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｅｆｆｉ-ｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ．KeywordsＨｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｉｍａｇｉｎｇＰｉｎｇ-ｐｏｎｇＢｕｆｆｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅＦＰＧＡ1引言的同时保留其光谱信息的真实性，因此对探测系统的视频处理部分提出了很高的要求，需要采用高速在高光谱成像系统中，需要实时处理和传输庞处理器，并建立快速有序的视频输入输出机制。本大的高光谱数据立方体，通过算法对图像实现增强系统采用凝视

6、型中波红外高光谱成像方式，在前端光学系统中利用可调谐声光滤光器（ＡＯＴＦ）进行分收稿日期：２０１７－０２－２６，修回日期：２０１７－０３－０２作者简介：周阳（１９９１－），男，主要研究方向：光谱成像系统设计及图像处理系统设计。·２·宇航计测技术２０１７年光，根据驱动频率的调谐对入射光进行波长选择性3乒乓缓存结构［１］透过，实现高光谱分辨率的成像探测。高光谱红外成像系统的三维立体数据算法复乒乓缓存是一种用于数据流控制的处理技巧，杂，数据量大，需要高速的处理能力。本系统采用基在ＦＰＧＡ时序设计中使用非常广泛，是一种典型的于单ＦＰＧＡ的高光谱视频处理硬件平台，采用一块以面积换速度的设

7、计思想。乒乓缓存主要通过输入高性能ＦＰＧＡ来完成实时数据处理和控制任务。在输出数据选择单元，控制两个数据缓冲区中输入输高光谱视频处理系统中，主处理器的视频算法实现出数据的走向，基本原理如图２所示。其基本处理时间往往不是固定不变的，而后端的图像输出接口流程为：在第一个缓存周期，将输入的数据流缓存至却是使用均匀速度对外传输视频数据，因此在ＦＰ-数据缓存区１中；在第二个缓存周期，通过输入数据ＧＡ和视频输出端口之间，会存在时间上的不同步，选择单元的切换，将输入的数据流缓存至数据缓存这样就会导致视频数