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正文摘录:

I重圈嵌入式技术DSP访问，因此，在RAM的写时序同步配台上要求比较高。该系统的采样频率是135MHz(即741ns)，采J=}j双通道技术使写时序降低一半，写频率为135／2=675MHz(即1482ns)。S，kA7111提供了27MHz的晶振频率，那么4个时钟周期才能完成1个写操作，因此，写操作的时间比较{丈。该系统中接收CCD输出的PAL.制图像，帧速率为25∞s，一帧图像的数据量为512×512×25×8／8=655Mb，因此与PC机之间选择ISA总线只能满足25fps的罔像。l=}=f下ISA总线的传输速率是比较低，仅为8Mb／s，传输高速率的图像是不可能的。2.2方案二图5方案二图像采集系统方框图如图5所示，SAA7111A完成对模拟视频信号的数字化和向整个系统提供时钟及同步信号。CPLD根据SAA7111A输}}{的时钟及同步信号，设计采样控制器，避开行、场消隐，采集有效的图像信号，并进行地址译码，将有效数字图像存入其中一组存储器。存储器SRAMl和SRAM2用来存储数字图像和供DSP读取数据进行图像处理，两组存储器轮换存储，切换控制机制在CPLD内完成。DSP完成系统的初始化和进行后续的图像处理日】。根据方案二的工作过程我们可以看到这种图像采集系统的优点是采用两组存储器切换存储，即乒乓存储。对于PAL制式的标准电视输出，帧频为25fps，即每40ms输出一帧罔像。但是，对于高速图像处理系统，一般要求在40ms以内就要处理一帧，如果采集与存储图像占用了大部分时间，后面的处理就无法完成。因此，系统设计中采用了两组存储器切换存储。当采集到的一帧图像被存人SfqAMl时，DSP从sFlAM2中馥取图像进行处理。DsP完成图像的处理后，释放SRAM2，从SRAMl中读取新的一帧图像进行处理，CPLD则将下一帧图像的数字信号存入SfRAM2巾。每隔一段时1铷，DsP和SAA7111A交换一次存储器，如此循环，保证了图像的实时高速处理。然而该系统中队CPLD为采样控制核心，仅完成采样控制、地址译码、帧存储切换等功能，而将图像理解和处理都由DsP完成。对于帧速率达到100帧的高速图像采集和处理，数字图像信息量增加了4倍，所需传输带宽也增大，原始图像在cPLD与DSP之间传输容易形成瓶颈，并且给DSP处理带来很大的压力。相较于FPGA，cPLD的功能没有FPGA强大，没有DSP模块，这给图像采集卡的二次开发带来了一定的阻碍。2.3方案三在图6的系统中使用了DALSA公司生产的CA—D7—1024T数字相机。该相机是一种帧转移型的50wwwchnaetnet电I：技术图6方案三图像采集系统方框图(3C[)相机，相机的空间分辨率为1024×|024。驱动转换接rI电路对相机与传输R问的接l】信号进行RS一422和TTL电平间的相互转换；双r]RAM为帧存储器，经编程控制可将相机输出的一帧图像数据写入，或经PcI桥读出图像数据至内存。采用帧存储器_Ⅱ』以实现多个相机同时曝光，图像数据分叫通过计算机总线写入内存。FPGA时序发生器用来产生双口fRAM的地址线、读写控制线以及相机和传输卡正常工作所需的联络信号。PcI接口芯片是计算机与双口RAM及FPGA问的桥梁，在它们之间实现数据、控制信号的传输，并可通过初始化设置，实现PCI协议提供的各种传输模式14J。该系统采用以FF'GA为核心l卒制，其次采州烈l=1RAM为帧存储器，由FPGA产生的时序控制相机输出的图像信号写入双口RAM和读出双口RAM内的图像信号通过PCI桥到计算机内存。在整个图像采集过程-h图像只经过了双口RAM缓存然后赢接到计算机内存，没有经过FPGA，因此结构简单、延时短，为实现高速罔像传输提供r可能，但同时也存在不足，相机输出经过驱动转换后的图像没有经过任何处理就直接存储在双口RAfvl中，由FPGA控制经PCI接口芯片读出，如果遇到系统要求对图像作预处理，那么这样的方案不能满足要求。并目.一旦摄像头输出帧速率提氙图像数据量增大，或者PC机处理延时造成双口RAM1_{_『前一帧图像还未读出，已有后一帧图像等待写入，容易丢失帧。罔此，高速图像采集处理时大容量数据的存储出现了幽难。3方案确定以上3种方案都有本设计值得借鉴的地方，佩同时又各有各的缺陷，本文在以l：3种方案的基础上，取长补短，确定以下方案，使本设汁方案rl，融合了2个优点，以FPGA为核心控制以及运用切换存储方式。本设计是由数字摄像头输出的黑闩图像通过cam—eraLink电缆到图像采集膏，由专门的LvDS—TTL转换芯片接收数据和发送控制信号，控制信号由FPGA逻辑生成，然后通过Rs一232或者cameraLl几k串行通信发送给摄像头。进入FPGA的并行TTL图像信弓先要转换为内部数据格式，然后经过图像预处理，存人RAM缓存。当有DSP需要处理数据时，通过流水控制和事务管理(由ARM负责)，将fqAM的输出通道与合理的DSP单元处理连接。处理完后，向ARM发送状态，ARM配置系统，将图像传送给另一个DSP处理。这样，形成了对图像的流水操作。图7中虚线框内为图像采集卡的硬