嵌入式機器視覺系統(tǒng)中ARM與DSP的數(shù)據(jù)通信設(shè)計方案

作者：時間：2012-12-29 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　　隨著Internet技術(shù)與工業(yè)、航空電子控制、視覺應(yīng)用等的結(jié)合日益緊密，嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合已成為大勢所趨。目前新的微處理器層出不窮，要求嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計更加便于移植，支持更多的微處理器。DSP對數(shù)字信號和數(shù)值算法具有強大的運算處理能力，ARM微控制器則控制功能強大，可以加載嵌入式操作系統(tǒng)，且能提供良好的人機交互、任務(wù)管理、網(wǎng)絡(luò)通信等方面功能。發(fā)揮DSP和ARM處理器各自的優(yōu)勢，采用ARM+DSP結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案已成為嵌入式系統(tǒng)研究的熱點。

　　1 嵌入式機器視覺系統(tǒng)總體方案

　　采用ARM+DSP結(jié)構(gòu)的機器視覺系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖l所示。以三星公司高性能ARM處理器S3C2440作為主控制器，配置并移植Linux操作系統(tǒng)，以TI公司的DSP芯片TMS320C5402為圖像處理的協(xié)處理器，通過對DSP芯片自帶的HPI接口的硬件連接方案和驅(qū)動程序設(shè)計。

　　由智能攝像機采集現(xiàn)場運動目標(biāo)的圖像，由ARM控制將數(shù)據(jù)存放在ARM與DSP的公共存儲區(qū)域中，并通知信號處理模塊DSP調(diào)用各種算法對視頻圖像進行處理，并將結(jié)果信息傳給ARM處理器，由ARM控制步進電機，調(diào)整PTZ攝像機位姿使其對準運動目標(biāo)，實現(xiàn)實時跟蹤。ARM處理器還負責(zé)多任務(wù)管理、人機交互及中斷報警等。雙核系統(tǒng)的雙核各自擁有很好的性能，主機ARM與協(xié)處理器DSP之間能否進行快速可靠的數(shù)據(jù)交換，直接決定機器視覺系統(tǒng)的運行效率。

　　2 雙機通信硬件設(shè)計

　　2.1 HPI接口簡介

　　主機接口（HPI）是TI公司C54x系列定點信號處理器（DSP）內(nèi)部自帶的接口部件，通過它可以方便地實現(xiàn)DSP與其他主機連接。增強型的HPI可以允許主機訪問DSP所有的片上RAM單元，而標(biāo)準主機接口只允許訪問固定的2 K片上RAM。這里用到的TMS320C5402擁有增強HPI-16主機接口。由以下5部分組成：

　　1）HPI存儲器（DARAM）傳送主機與DSP之間的數(shù)據(jù)，在一個機器周期內(nèi)能被訪問2次；

　　2）HPI地址寄存器（HPIA）只有主機能對其進行直接訪問。該寄存器中存放著當(dāng)前尋址的HPI存儲單元的地址；

　　3）HPI控制寄存器（HPIC）地址002CH，主機和DSP都能對他直接訪問，用來保存HPI操作的控制和狀態(tài)位；

　　4）HPI數(shù)據(jù)鎖存器（HPID）只有主機能對它進行直接訪問；

　　5）HPI控制邏輯處理HPI與主機之間的接口信號。