基于FPGA的多DSP紅外實(shí)時圖像處理系統(tǒng)電路設(shè)計
O 引言
隨著紅外探測技術(shù)迅猛的發(fā)展,當(dāng)今紅外實(shí)時圖像處理系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)量越來越大,速度要求也越來越快,利用目前主流的單DSP+ FPGA硬件架構(gòu)進(jìn)行較為復(fù)雜的圖像處理算法運(yùn)算時,有時就顯得有些捉襟見肘了。使用多信號處理板雖可滿足復(fù)雜處理的要求,但系統(tǒng)成本和設(shè)計復(fù)雜度會大大增加,對于對空間質(zhì)量有嚴(yán)格要求的系統(tǒng)也是不可行的,多處理器系統(tǒng)應(yīng)用的需求越來越迫切。
本文提出了一種新型的基于FPGA和四端口存儲器的三DSP圖像處理系統(tǒng)。它不同于以往的主從處理器結(jié)構(gòu),而是3個處理器分別連接四端口存儲器的3個端口,處于同等地位,對圖像數(shù)據(jù)并行處理,FPGA占用存儲器另一端口進(jìn)行數(shù)據(jù)流的控制管理和其他功能實(shí)現(xiàn)。這種連接方式增強(qiáng)了系統(tǒng)的重組性和擴(kuò)展行,軟件開發(fā)也更加靈活方便。
1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
1.1 圖像處理系統(tǒng)的組成
圖像處理系統(tǒng)主要包括DSP及其周邊電路,F(xiàn)PGA電路,四端口存儲器電路、顯示電路、HotLink接口電路等。圖1所示為圖像處理系統(tǒng)的原理框圖。
1.2 FPGA電路設(shè)計
FPGA芯片使用Xilinx公司Virtex-4系列的SX35芯片。virtex4系列的FPGA利用90 nm三柵極氧化層技術(shù)制造而成,具有百萬門級以上的邏輯資源,大容量片內(nèi)Block RAM,用于高速數(shù)字信號處理的新型XtremeDSP,靈活的數(shù)據(jù)接口,軟硬件嵌入式處理器核等諸多資源。與前一代器件相比,在其性能和密度加倍的同時功耗卻減半,非常適合用于大規(guī)模SoPC系統(tǒng)。配置芯片使用XCF32P芯片。在FPGA外圍連接了D/A視頻芯片,HoTLINK傳輸芯片,SDRAM存儲器等器件,用以完成顯示、存儲等功能。
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