基于SOPC的運動視覺處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

　　CSC（Color Space Convertorr）是 Altera公司提供的 MegaCore IP庫文件中的一個專門用于圖像色彩空間轉(zhuǎn)換的 IP核，與軟件轉(zhuǎn)換相比，其具有明顯的速度優(yōu)勢和靈活性：

　　● 每個時鐘周期完成一個像素點的轉(zhuǎn)換

　　● 在 Stratix系列 FPGA中，時鐘頻率大于 200MHz

　　● 支持 RGB和 YCbCr、YUV之間的互換

　　● 用戶可以自定義轉(zhuǎn)換矩陣的相關(guān)系數(shù)

　　● 支持有符號數(shù)和無符號數(shù)

4 RAM數(shù)據(jù)緩沖區(qū)

　　輸入輸出的數(shù)據(jù)寬度為 2～32b 4 RAM數(shù)據(jù)緩沖區(qū) Stratix II系列 FPGA最多包含有 9Mb的片上 RAM。這些 RAM采用 TriMatrix存儲結(jié)構(gòu)，包括三種大小的嵌入式存儲器塊，分別為： 512b的M512塊，4Kb的M4K塊和512Kb的M-RAM塊，每個都可以配置支持各種特性，如單端口 RAM，雙端口 RAM，F(xiàn)IFO等，為大存儲量應(yīng)用提供解決方案。

5 外部存儲器和外設(shè)接口

　　Stratix II系列 FPGA為外部存儲器的可靠數(shù)據(jù)傳送而進行了優(yōu)化設(shè)計，支持最新的存儲接口訪問片外存儲器。開發(fā)人員使用 Stratix II先進的器件特性和可定制的 IP核，能夠快速和方便地將各種大容量存儲器件集成到復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計中。Stratix II支持各種最新的存儲接口。Stratix II系列 FPGA片內(nèi)處理器與外設(shè)之間是通過 Avalon交換式總線連接的。 Avalon交換式總線是 Altera開發(fā)的一種專用內(nèi)部連線技術(shù)，使用最少的邏輯資源來支持數(shù)據(jù)總線的復(fù)用、地址譯碼、等待周期的產(chǎn)生、外設(shè)的地址對齊、中斷優(yōu)先級的指定等。外設(shè)接口可定制的 IP核有 USB、I2C、Ethernet、PCI等控制器，這些 IP核大多是由第三方提供的，可以免費試用，也可支付部分費用購買。本系統(tǒng)采用的 USB2.0控制器和以太網(wǎng)接口控制器均由 Mentor公司提供。

6 時鐘管理電路

　　Stratix II系列 FPGA具有多達 48個高性能的低偏移全局時鐘，它可以用于高性能功能或全局控制信號；多達 12個可編程鎖相環(huán)（ PLL），具有完備的時鐘管理和頻率合成能力，包括時鐘切換、PLL重配置、擴頻時鐘、頻率綜合、可編程相位偏移、可編程延遲偏移、外部反饋和可編程帶寬。Stratix II有兩類通用的 PLL：增強型 PLL和快速型 PLL。增強型 PLL功能豐富，支持外部反饋、擴頻時鐘、可編程帶寬等；快速型 PLL針對高速差分 I/O接口進行了優(yōu)化，具有動態(tài)相位調(diào)整（ DPA）功能。這些高速時鐘網(wǎng)絡(luò)和豐富的 PLL結(jié)合起來，為系統(tǒng)在最小的時鐘偏移下工作提供有力的保證。

　　7 SOPC的其他組成部分

FPGA配置接口用于 SOPC的配置、編譯和在線調(diào)試； LCD顯示接口可以外接液晶顯示屏；報警信號是在檢測和識別出運動目標時，發(fā)出的聲音或光電信號，可用于安防；標準I/O口則是預(yù)留的，用于日后的升級擴展。

　　創(chuàng)新點：SoPC概念提出以前，電子系統(tǒng)的集成設(shè)計主要以板級為主，這種設(shè)計方法隨著系統(tǒng)時鐘頻率的不斷提高和電路功能的日趨復(fù)雜，實現(xiàn)的難度越來越大，電磁干擾和信號完整性問題日益突出。僅靠優(yōu)化 PCB的布局和布線，已經(jīng)不能滿足高速信號的傳輸和處理要求。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的不斷發(fā)展，可編程片上系統(tǒng)以其較高的性能、可靠性，較低的功耗、成本和良好的便攜性將成為未來電子產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的主流。而運動視覺 SoPC更好地解決了板級電路的一系列問題，并可廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、視覺導(dǎo)航、智能交通等眾多領(lǐng)域，必定會有良好的市場前景。