嵌入式車牌識(shí)別系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
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2．4 幀存儲(chǔ)器
車牌識(shí)別系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，為此本系統(tǒng)的幀存儲(chǔ)器采用兩級(jí)存儲(chǔ)器乒乓存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，使前端采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和后端DSP處理數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行。同時(shí)每一級(jí)存儲(chǔ)器中將奇偶場(chǎng)分開存儲(chǔ)，以便在高速運(yùn)動(dòng)車輛進(jìn)行識(shí)別的場(chǎng)合只取其中一場(chǎng)進(jìn)行處理，幀存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如圖3所示。
整個(gè)幀存儲(chǔ)器組的工作過(guò)程如下：系統(tǒng)初始化完成后由DSP啟動(dòng)前端采集，此時(shí)SAA7111的數(shù)據(jù)輸出(VPO)與SRAM1的數(shù)據(jù)總線(DB1)連通，地址發(fā)生器產(chǎn)生地址總線(AGB)控制SRAM1的地址總線(AB1)，將采集到的數(shù)據(jù)依次保存在SRAM1中；同時(shí)DSP數(shù)據(jù)總線(DDB)與SRAM2的數(shù)據(jù)總線(DB2)連通，DSP的地址總線(DDB)控制SRAM2的地址總線(AB2)，使SRAM2處在DSP的存儲(chǔ)器空間中，以省去數(shù)據(jù)傳輸，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
當(dāng)一幀圖像采集完成后，總線切換邏輯進(jìn)行總線切換，使總線連接關(guān)系轉(zhuǎn)換到如下連接關(guān)系：DAB-AB1，DDB-DB1，VPO-DB2，AGB-AB2，完成總線的切換，此時(shí)SRAM1處在DSP的存儲(chǔ)器空間中，由DSP對(duì)SRAM1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別處理，前端采集到的數(shù)據(jù)在視頻數(shù)據(jù)控制接口的控制下存放到SRAM2中。整個(gè)系統(tǒng)在DSP處理完當(dāng)前幀數(shù)據(jù)和前端另一幀數(shù)據(jù)采集完畢后就進(jìn)行總線切換。
在本系統(tǒng)中，所采用的CCIR601格式的數(shù)據(jù)的一幀圖像容量大小為512×512×2×8b=256K×16b。所以，本系統(tǒng)采用兩片CY7C1041(256K× 16 b)作為幀存儲(chǔ)器SRAMl和SRAM2，在CPLD的控制下，分別將亮度信號(hào)和色度信號(hào)放在數(shù)據(jù)的高8位和低8位，奇偶場(chǎng)數(shù)據(jù)分別放在存儲(chǔ)器的高、低地址段，存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式如圖4所示。系統(tǒng)的總線控制邏輯和地址發(fā)生器都在CPLD中實(shí)現(xiàn)。
2．5 串行通信接口及E2PROM存儲(chǔ)器
本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)DSP進(jìn)行擴(kuò)展異步串口，完成向計(jì)算機(jī)傳送識(shí)別結(jié)果。TI公司的TL16C550是一種可由軟件設(shè)定16 B或64 B的FIFO，最高可達(dá)1 Mb／s的波特率(波特率可編程)，具有可編程串行數(shù)據(jù)發(fā)送格式的異步串行通信芯片，可以很方便地與DSP接口。本設(shè)計(jì)就是采用異步通信芯片來(lái)擴(kuò)展5416的串口，然后通過(guò)MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換完成與PC機(jī)串口的通信。接口電路如圖5所示。
E2PROM主要完成對(duì)識(shí)別車牌號(hào)碼進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的脫機(jī)運(yùn)行功能。E2PROM采用Microchip的24FC512，其具有64K×8 b存儲(chǔ)空間，即可以存儲(chǔ)約8 000個(gè)車牌記錄，利用I2C接口與主機(jī)進(jìn)行通信，本系統(tǒng)通過(guò)將DSP的串口McBSP1設(shè)置成通用I／O口模擬I2C總線完成對(duì)24FC512的數(shù)據(jù)讀寫。
3 結(jié)語(yǔ)
本系統(tǒng)針對(duì)車牌識(shí)別系統(tǒng)的特點(diǎn)采用CPLD與DSP相結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高速實(shí)時(shí)的嵌入式車牌識(shí)別硬件系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用兩幀輪換存儲(chǔ)的方式，消除了DSP的等待時(shí)間，使采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)可以獨(dú)立工作；圖像存儲(chǔ)器直接映射到DSP的內(nèi)存空間，使DSP可以直接對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為實(shí)時(shí)圖像處理節(jié)省了時(shí)間。該系統(tǒng)采用大規(guī)模集成芯片SAA 7111A和CPLD，使系統(tǒng)集成度高，可靠性好，成本低，速度快，接口方便，并且可修改及重復(fù)編程，也可用于其他的高速實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)。
評(píng)論