一種基于fpga和sopc的圖像處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息科學(xué)技術(shù)的研宄，在很多行業(yè)領(lǐng)域都用到視頻圖像。視頻畫面具有很重要的意義，而要得到高質(zhì)量的視頻畫面除了需要高質(zhì)量的攝像頭外，還需要好的圖像處理系統(tǒng)。對視頻圖像的處理過程中，通常圖像數(shù)據(jù)信息具有龐大的運算量與吞吐量，因此需要功能強大的圖像處理系統(tǒng)。用個人計算機對圖像處理，并行數(shù)據(jù)處理不能正常運行，無法達到實時性。選擇DSP芯片對圖像進行處理，因為處理器在運行時是按照指令執(zhí)行的，且數(shù)據(jù)位寬也是固定的，因而資源利用率不高，限制了處理器數(shù)據(jù)的吞吐量，還要龐大的數(shù)據(jù)存儲空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，可對圖像進行并行處理，且具有龐大的存儲空間，系統(tǒng)可編程，可升級擴充，應(yīng)用靈活。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，包括CXD攝像頭、采集卡、PC總線控制器、OPB BUS、OPB JTAG、OPB UART、調(diào)試接口、RS232接口、處理器、LMB總線接口、BRAM、SRAM、顯示器、FPGA、采集模塊、顯示模塊和VGA顯示卡，可對圖像進行并行處理，且具有龐大的存儲空間，系統(tǒng)可編程，可升級擴充，應(yīng)用靈活。
[0005]CXD攝像頭與采集卡相連接，CXD攝像頭選用聯(lián)想的C3011型號，負責(zé)視頻圖像的采集與傳輸，采集卡選用SAA711A芯片。采集卡與采集模塊相連，采集模塊接收CCD攝像頭傳輸過來的模擬信號并通過SAA711A芯片將該模擬信號生成數(shù)字化圖像并傳輸至SRAM，SRAM連接在OPB總線上。VGA顯示卡與顯示模塊相連，顯示模塊可以接收數(shù)字化圖像信息并通過VGA顯示卡將數(shù)字化圖像轉(zhuǎn)化為模擬信號。FPGA負責(zé)對采集模塊與顯示模塊進行管理與控制。采集卡連接在PC總線控制器上，PC總線控制器連接在OPB BUS上。OPB BUS作為片上外設(shè)總線，可提供32位數(shù)據(jù)線和32為地址線，為與之相連的各器件的通信提供通道。OPB JTAG用于連接調(diào)試接口，可以用來對處理器進行仿真調(diào)試。OPB UART與RS232連接，二者相互搭配可以作為外部設(shè)備連接的接口。處理器選用Micro Blaze嵌入式處理器，可以嵌入FPGA中，作為FPGA進行編程控制的處理核心。利用LMB總線接口可以對處理器進行編程，LMB總線接口與BRAM相連，可供處理器調(diào)用存儲在BRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。
[0006]本實用新型一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)的有益效果為:
[0007]a.可以完成圖像的采集、處理與顯示；
[0008]b.可以對圖像進行并行處理；
[0009]c.可編程，可擴充外部連接，從而適應(yīng)產(chǎn)品的更新。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實施方法對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0011]圖1為本實用新型一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0012]在圖1中，本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，包括CXD攝像頭、采集卡、PC總線控制器、OPB BUS、OPB JTAG、OPB UART,調(diào)試接口、RS232接口、處理器、LMB總線接口、BRAM、SRAM、顯示器、FPGA、采集模塊、顯示模塊和VGA顯不卡ο
[0013]CXD攝像頭與采集卡相連接，CXD攝像頭選用聯(lián)想的C3011型號，負責(zé)視頻圖像的采集與傳輸，采集卡選用SAA711A芯片。采集卡與采集模塊相連，采集模塊接收CCD攝像頭傳輸過來的模擬信號并通過SAA711A芯片將該模擬信號生成數(shù)字化圖像并傳輸至SRAM，SRAM連接在OPB總線上，處理器可以通過OPB總線訪問SRAM上的數(shù)據(jù)。SRAM有兩個，F(xiàn)PGA采集到一幀圖像數(shù)據(jù)保存到一個SRAM內(nèi)，為后期讀出做準(zhǔn)備，同時處理器讀出另一個SRAM上的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行處理，兩塊存儲方式的SRAM實現(xiàn)行總線的轉(zhuǎn)換。CCD攝像頭搜取到圖像信息后，通過采集卡進行信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換后，生成格式為720P的圖像，然后圖像自動存放在SRAM芯片內(nèi)，以供處理器對圖像處理。
[0014]VGA顯示卡與顯示模塊相連，顯示模塊可以接收數(shù)字化圖像信息并通過VGA顯示卡將數(shù)字化圖像轉(zhuǎn)化為模擬信號。FPGA負責(zé)對采集模塊與顯示模塊進行管理與控制。采集卡連接在PC總線控制器上，PC總線控制器連接在OPBBUS上。PC總線控制器信息的傳輸并可作為控制線，這樣可以節(jié)省與之相連的設(shè)備的管腳線，簡化了系統(tǒng)設(shè)計。VGA顯示模塊選用TI公司的THS8134芯片，可以實現(xiàn)圖像的采集、處理、存儲和顯示等功能，將圖像信息進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后根據(jù)準(zhǔn)確的順序與幀時序傳送到顯示器，顯示器上顯示圖像供用戶查看。
[0015]OPB BUS作為片上外設(shè)總線，可提供32位數(shù)據(jù)線和32為地址線，為與之相連的各器件的通信提供通道。OPB BUS將OPB JTAG和0PBUART連接在處理器Micro Blaze上。利用OPB總線連接設(shè)備，可以在不影響OPB仲裁器和處理器上已連接的外圍設(shè)備的情況下，再為處理器添加外圍設(shè)備并同步于時鐘系統(tǒng)，從而為處理器功能的擴展提供條件。
[0016]OPB JTAG用于連接調(diào)試接口，可以用來對處理器進行仿真調(diào)試。OPB UART與RS232連接，二者相互搭配可以作為外部設(shè)備連接的接口。RS232可以與PC相連接，從而可以通過PC端訪問該圖像處理系統(tǒng)。處理器可以嵌入FPGA中，作為FPGA進行編程控制的處理核心，并且使得FPGA靈活的硬件設(shè)計與處理器的強大軟件功能有機結(jié)合在一起，高效的實現(xiàn)SOPC系統(tǒng)。利用LMB總線接口可以對處理器進行編程，LMB總線接口與BRAM相連，可供處理器調(diào)用存儲在BRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。OPB JTAG, OPB UART、處理器、LMB總線接口和BRAM相組合構(gòu)成SOPC即可編程片上系統(tǒng)。利用該可編程片上系統(tǒng)可以實現(xiàn)圖像的存儲與處理、信號的接收與發(fā)送。并可利用嵌入式開發(fā)套件對Micro Blaze IP核的開發(fā)，大大提高了系統(tǒng)的可升級性。
[0017]當(dāng)然上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，包括CXD攝像頭、采集卡、PC總線控制器、OPB BUS、OPB JTAG, OPB UART、調(diào)試接 口、RS232 接 口、處理器、LMB 總線接 口、BRAM、SRAM,顯示器、FPGA、采集模塊、顯示模塊和VGA顯示卡，其特征在于:(XD攝像頭與采集卡相連接，CCD攝像頭負責(zé)視頻圖像的采集與傳輸，采集卡選用SAA711A芯片；采集卡與采集模塊相連，采集模塊接收CCD攝像頭傳輸過來的模擬信號并通過SAA711A芯片將該模擬信號生成數(shù)字化圖像并傳輸至SRAM，SRAM連接在OPB總線上；VGA顯示卡與顯示模塊相連，顯示模塊可以接收數(shù)字化圖像信息并通過VGA顯示卡將數(shù)字化圖像轉(zhuǎn)化為模擬信號；FPGA負責(zé)對采集模塊與顯示模塊進行管理與控制；采集卡連接在PC總線控制器上，PC總線控制器連接在OPB BUS上；0PB BUS作為片上外設(shè)總線，可提供32位數(shù)據(jù)線和32為地址線，為與之相連的各器件的通信提供通道；0PB JTAG用于連接調(diào)試接口，可以用來對處理器進行仿真調(diào)試；OPB UART與RS232連接，二者相互搭配可以作為外部設(shè)備連接的接口 ；處理器選用MicroBlaze嵌入式處理器，可以嵌入FPGA中，作為FPGA進行編程控制的處理核心；利用LMB總線接口可以對處理器進行編程，LMB總線接口與BRAM相連，可供處理器調(diào)用存儲在BRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述SRAM有兩塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述CXD攝像頭選用聯(lián)想的C3011型號。
【專利摘要】本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，可對圖像進行并行處理，且具有龐大的存儲空間，系統(tǒng)可編程，可升級擴充，應(yīng)用靈活。CCD攝像頭與采集卡相連接。采集卡與采集模塊相連，采集模塊接收CCD攝像頭傳輸過來的模擬信號并通過采集卡將該模擬信號生成數(shù)字化圖像并傳輸至SRAM，SRAM連接在OPB總線上。VGA顯示卡與顯示模塊相連。FPGA負責(zé)對采集模塊與顯示模塊進行管理與控制。采集卡連接在PC總線控制器上，PC總線控制器連接在OPB BUS上。OPB JTAG用于連接調(diào)試接口。OPB UART與RS232連接。處理器可以嵌入FPGA中，作為FPGA進行編程控制的處理核心。利用LMB總線接口可以對處理器進行編程，LMB總線接口與BRAM相連，可供處理器調(diào)用存儲在BRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。
【IPC分類】H04N7-18
【公開號】CN204334830
【申請?zhí)枴緾N201520033674
【發(fā)明人】張時銘
【申請人】張時銘
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月18日