基于CameraLink标准的DSP_FPGA高速实时数字图像处理系统设计

1、现代科学仪器Modern Scientific Instruments第6期 2010年 12月N o. 6 D e c. 201061基于 Camera Link标准的 DSP+FPGA高速实时数字图像处理系统设计陈炎斌 1金钢 1,2(1电子科技大学自动化工程学院 四川成都 611731; 2中国科学院光电技术研究所 四川成都 610209摘要 针对数字图像处理系统数据量大、 实时性高、 体积小的要求, 介绍了一种基于 DSP (TMS320C6416 和 FPGA (EP2C70 的高速实时数字图像处理系统 , 阐述了该系统的设计思路、 硬件结构、 工作原理 , 并详细描述了该系统的 C

2、amera Link硬件接 口电路模块、FPGA 数据采集和逻辑控制模块、DSP 图像处理模块。该系统已经成功应用到实际项目中、图像采集效果满足设 计要求。关键词 DSP; FPGA; Camera Link中图分类号 TH74A DSP+FPGA High-speed Real-time Digital Image Processing System Based on theStandard of Camera LinkChen Yanbin1,Jin Gang1,2(1 School of Automation , University of Electronic Science and

3、Technology of China, Chengdu 611731, China;2the Institute of Opticsand Electronics , the Chinese Academy of Sciences, Chengdu,610209, China; Abstract Aiming at the requirements of mass data, high real time, small volume of a digital image processing sys-tem, this article introduces a high-speed real

4、-time digital image processing system based on the DSP(TMS320C6416and FPGA(EP2C70, It elaborates the design thinking, hardware architecture, functionality of the system ,and describes in de-tail the Camera Link hardware interface module, FPGA data acquisition and logic control module, image processi

5、ng mod-ule with a DSP as its core. This system has been applied to real projects successfully,and the effect of image acquisition meets the design requirements.Key words DSP;FPGA;Camera Link收稿日期:2010-07-30作者简介:陈炎斌 (1982- , 男, 电子科技大学自动化工程学院控制理论与控制工程专业在读硕士研究生, 主要研究领域:智能信息处理、 电力系统自动化随着集成电路技术的高速发展 , DSP

6、 和 FPGA 的 功 能 越 来 越 完 善 , 以 DSP+FPGA组 成 的 数 字 图像处理系统广泛应用于军事、 科研、 工农业生产、 医疗卫生等领域, 其优点是编程灵活、 算法实现简 单 , 并且在系统软件开发中可采用模块化设计 , 可提高系统的通用性 , 缩短系统的开发周期。本 文从硬件系统设计的角度出发, 构建了一种基于 DSP(TMS320C6416和 FPGA(EP2C70 的高速实 时数字图像处理系统。1系统结构及工作原理根据 DSP 运算能力突出、 FPGA 逻辑控制能力 强的特点, 系统主要包括 Camera Link 高速串行传输接口 1电路、以 FPGA 为核心的数

7、字图像采集及 控制模块 , 以 DSP 为核心的图像处理模块以及图像显示模块。各个主要模块的功能如下 :Camera Link 接 口 电 路 : 对 Camera Link 数 码 相 机 产 生 的 LVDS 串 行 高 速 图 像 信 号 通 过 DS90CR286芯片转换成并行 TTL 信号, 并将 TTL 信号输入至 FPGA 模块。FPGA 模块 : 该模块的主要功能是 : 一、 产生 系统所需要的逻辑控制信号; 二、 为各芯片提供时钟 信号; 三、 对输入图像进行预处理。DSP 模块 : 对 FPGA 预处理后的图像进行目 标检测、 识别与跟踪等复杂的图像处理运算。DSP 模块是整个系统的核心。图像显示模块 : 对 FPGA 输出的经 DSP 处理 后的目标信号进行 D/A转换 , 并叠加同步信号后 形成标准的视频 , 实现对处理结果的显示。实时图像处理系统结构如图 1所示。 4DSP 图像处理模块以 DSP 位核心的