基于ADSP21060和VirtexII的圖像處理系統(tǒng)設(shè)計
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2.2.1 積分單元
積分單元主要完成如下功能:(1)按給定的時序接收CCD的圖像,并保存在寄存器中;(2)積分地址產(chǎn)生;(3)存儲器控制;(4)積分操作;(5)積分擴展位清零,當(dāng)每個分量的第一幀圖像接收時,無須積分,但必須把存儲器的高位(積分擴展位)清零,其它情況不必清零;(6)每幀圖像積分結(jié)束,產(chǎn)生Irq信號中斷DSP,以便由DSP進行工作安排。
積分單元的邏輯框圖如圖3,其輸入輸出如下:(1)CCD輸入數(shù)據(jù)(CCD data),同步信號——點同步(ps)、行同步(ls)、幀同步(fs);(2)DSP數(shù)據(jù)、地址和控制總線,irq是積分單元發(fā)給DSP的中斷信號;(3)與存儲器連接的數(shù)據(jù)、地址和存儲器控制總線——data, mctrl, addr;(4)控制CCD的信號線——reset、start、read。
圖3充色的方框是DSP存儲器地址映射的寄存器,用于對積分單元進行控制和對DSP數(shù)據(jù)處理狀態(tài)進行標(biāo)識;無充色的方框則是積分單元的硬件結(jié)構(gòu),從CCD送來的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)寄存器(OP1),作為寄分的第一個操作數(shù),從存儲器送來的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)寄存器(OP2)作為積分的第二個操作數(shù);從CCD送來的同步信號,送到幀內(nèi)地址發(fā)生器,作為地址產(chǎn)生信號,并生成存儲器需要的控制信號;CCD送來的OP1被寄存,同時產(chǎn)生地址從內(nèi)存中取出要進行積分的操作數(shù)OP2,然后在點同步信號的下降沿,進行積分運算并存回存儲器。
2.2.2 多路開關(guān)單元
多路開關(guān)單元如圖4所示。本單元的功能是完成積分總線INT bus和DSP bus與SDRAM1和SDRAM2乒乓連接結(jié)構(gòu)的切換。切換包括三大總線:數(shù)據(jù)、地址和控制總線。切換通過一位切換控制信號實現(xiàn),控制信號是DSP地址映射的一個一位寄存器,由DSP控制乒乓切換。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/190808.htm
圖3 積分單元結(jié)構(gòu)
圖4 多路開關(guān)單元
2.3 DSP軟件結(jié)構(gòu)
軟件部分包括系統(tǒng)軟件框架和各處理軟件模塊、中斷服務(wù)程序等;程序的流程和數(shù)據(jù)處理控制,都依賴于由DSP地址映射的寄存器的狀態(tài)。
2.3.1 DSP在FPGA中的存儲器映像寄存器及其作用
這一組寄存器都是在FPGA中實現(xiàn)的。作業(yè)(指令)采用16位寄存器,由于DSP地址空間較大,為了方便編程,寄存器不采用拼位的方法。系統(tǒng)的工作 受CEU的控制。CEU發(fā)送過來的指令格式如圖5(a),其中DT表示CEU傳來的數(shù)據(jù)類型,00表示數(shù)據(jù)、01表示觀測指令、10表示CCD標(biāo)定、11表示自測。接收時,若是命令則直接寫到JOB或放入命令隊列;若是數(shù)據(jù),根據(jù)類型存放到相應(yīng)的位置。Parameters是各種工作狀態(tài)參數(shù),如待機/自測要求的參數(shù)、測試的要求(內(nèi)容、測試選擇)、響應(yīng)信息要求、觀測模式和次數(shù)、CCD標(biāo)定要求的參數(shù)、標(biāo)定的內(nèi)容等,以便于DSP查看。
圖5(a) CEU命令格式 圖5(b) 系統(tǒng)作業(yè)格式
如圖5(b),當(dāng)CEU送來命令DT=01時,即為觀測命令。觀測作業(yè)的格式如:00表示無作業(yè)待機、01表示觀測指令、10表示CCD標(biāo)定、JT=11表示自測;mode是當(dāng)前觀測模式標(biāo)志,001表示爆發(fā)模式、010表示活動區(qū)模式、100表示寧靜模式;Observ_Num是連續(xù)觀測同一種模式的次數(shù)標(biāo)志。
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