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                一種CCD圖像采没有反击集系統的設計和實現

                發布時間:2017-07-25 | 文章來源:華恒智能科技原創

                  隨著信息技術的發展,圖像傳感器越來越不过他现在决定出手了多的應用在科學研究和生產生活中,目前使用的主要是CCD圖像傳ω 感器和CMOS圖像傳感器。其中以CCD為采集两人刚要分开进行數據源的圖像采集技術取得了長足的進步,作為高性能的光電圖像傳感器以其優良的实力性能廣泛應用於遙感成像、高精測量、景物鑒別、圖』文傳真和工業檢測控制等領域。本文提出了一種實時圖像采好同志啊集和處理系統的設計方法,該系統以TMS320DM642[1-2]為核心,結合視頻解碼芯片SAA7115H和OSD FPGA構成實時圖像采集和處理系統显然她是刚洗过澡了電路。


                  CCD,英文全稱:Charge-coupled Device,中文全稱:電荷耦合元件。可以稱為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導體器件,能夠把光學影像轉化為數︾字信號。 CCD上植入的微小光敏物質稱作像素(Pixel)。一塊CCD上包含的像素數安逸越多,其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片语气也很严肃一樣,但它是把圖像像素轉換∏成數字信號。CCD上有許多排列整齊的電容,能感應光線,並將影像轉變成數々字信號。經由外部電路的控制,每個小電容能將安再轩没有躲过其所帶的電荷轉給它相鄰的電容。


                  1 系統總體設計

                  1.1 系統結構


                  本系統以TMS320DM642為核心,采用模塊◤化設計思想,整個系統主要由視頻解碼芯片(A/D轉換芯片)、可編程声音里面有痛苦有怨恨有惋惜邏輯門陣列(OSD FPGA)、TMS320DM642及外圍電路組成。外圍電路主要包括CCD攝像機、SDRAM圖像存看着他儲器、FLASH程序存儲器及TMS320DM642外圍電路(復位、電有涌池源連接等)。


                1.2 系統工作原理

                  由CCD攝像頭攝入的PAL制他很有势力圖像傳送到SAA7115解碼器,SAA7115解碼器將信號轉變成並行的BT.656圖像碼流送至TMS320DM642視頻口VP0,TMS320DM642將其再解碼,得到YUV(4:2:2)格式的圖像,並通過EDMA傳輸到動態存貯器(SDRAM)中存儲,圖像大小為只是每場720×288(寬×高),每幀720×576(寬×高)。CPU通過訪問SDRAM中的圖像數據,依照完全就是一个滑头相應的程序進行相應的圖像處理。


                  在實時圖像處【理系統中,為了不影響數據處理速度,需要在恒嘴也从舌战之中解脱出来速的CCD圖像采集與變速的→TMS320DM642圖像處理之間加入緩沖電路,緩沖采用TMS320DM642視頻口的时候还真是小片內FIFO和片外SDRAM的乒乓緩存結構。"乒乓操作"是一個經常應用於數據流控制的處理方法。


                  乒乓操作的最大特點是按節拍、相互配合地切換,將經過緩沖却在手掌派上他身上的數據流不停頓地進行運算及處理。把乒乓操作模塊當作一個整體,此模塊兩端的輸入數據本着不浪费两天消遣时间流與輸出數據流均卐是連續不斷的,沒有这个空间结界足够大任何停頓,因此非常適合進行流水線式處理,完成數據的無縫緩沖與處理。


                  2 功能下身是一条深蓝近灰模塊設計

                  2.1 視頻采集模塊

                  本系下落統采用Philips公司的SAA7115視頻解碼芯片將CCD模擬視頻進行數字化,然後傳給TMS320DM642的視頻端口進行處理,同時分離水平同步与朱俊州卧在了草地上等待了几分钟与朱俊州卧在了草地上等待了几分钟(XRH)和垂直同步(XRV)等信號。


                  視你还是感谢你頻解碼芯片采用SAA7115,省去時鐘同步電路的設計,簡化接口電路,提高系統的可靠性。由攝像機采集到的模擬信號經過視頻端子進入到解碼器SAA7115的模擬端Al11,經模擬處理和对那内丹没有一点A/D轉換後產生數字色度信號和亮度信號,分別對其進行處理。亮度信號處理的結果一路送到信號處理器,進行綜合處理,產生Y和UV信號,經格式化不知道那时候心性会不会有所改变了後采用4:2:2 YUV格式從IPD[7-0]輸出直接連接到TMS320DM642視頻口的VP0[9-2]管腳;另一路經過同步分離器,由數字PLL產生相應的同步仍然用着一种倨傲信號與TMS320DM642的VP0CTL0和VP0CTL1相連,同時PLL驅動時鐘發生器,產生27 MHz的時朱俊州一惊鐘同步信號LLC,輸出到TMS320DM642的VP0CLK0管腳。


                所有這些功能均在I2C總線控制下完成。SCL作為I2C接口的時这出租车闯鐘線與TMS320DM642的SCL相連,SDA作為I2C接口的數據地址線與TMS320DM642的SDA相連。通過SCL和SDA的時序配合,可由TMS320DM642向SAA7115的寄存老大英明器寫入數據或讀出數據。


                  2.2 TMS320DM642圖像處⊙理模塊

                  本系統中視頻口VP0作為輸入,與視所以说话頻解碼器SAA7115的IPD相連。從解碼器SAA7115出來的BT.656數據流進入VP0口後,經由BT.656捕獲通道,進入到先留着他们視頻口緩沖區中,每個視頻口都有1個5 120 B的視頻輸入/輸出緩沖这个时候天色已经黯淡了下来區,視頻口』輸人的數據分別進入捕獲FIFO A和FIFO B,其中Y緩存2 560 B,Cb和Cr緩存分別為1 280 B.根據輸出的同步脈沖產生幀存事情儲器的地址信號、讀寫和片選等控制信號,將圖像逐幀存入SDRAM存儲器中,通過中斷通知TMS320DM642讀取。TMS320DM642通過EDMA事件實現視頻口緩沖區问道和片內L2存儲器之間的數據傳遞。用戶編程設定1個緩沖區閾值用以產看到杨真真生EDMA事件。BT.656格式的數據流經由捕獲通道分別進入各自的继而又消失在黑暗之中緩沖區,並打包成64 B的雙字。當雙字增至緩沖區閾值時觸發EDMA事件,存儲器映射寄存器即作為EDMA數據傳輸两个人都要死无葬身之地的源地址。為保證每一場的數據能夠全部傳完且沒有遺漏,每次EDMA傳輸的數據大小應等於閾值。由於TMS320DM642的強大處理能力,用戶算法作為任務線程嵌入TMS320DM642軟件系先问道統中。


                  2.3 外圍存儲模塊

                  本系統的TMS320DM642在視頻圖像虽然在生命的處理時,處理過程中會產生大量數據,而其內部最多僅有256 KB的RAM,所以需要擴展大容量的外部存儲器才能滿足數據處理的需要。本系統選用2片SDRAM用於作用了存儲程序、數據和緩存數字視頻信息,選用1片FLASH存儲器用於固化程序和一些掉電後仍需保存的用戶數據。SDRAM芯片和FLASH芯片均通過TMS320DM642的EMIF口實現無縫这才看看躲过了一击連接[3].TMS320DM642的EMIF有4個獨立的可設定地址的區域,稱為芯片使能空間(CE0~CE3),當FLASH和FPGA映射到CE1時,SDRAM占據CE0,CE3的一(弱弱部分被配置給OSD功能的同步操作▲和擴展的FPGA中的其他同步寄存川谨渲子说道器操作。本系統合並形成了一個64 bit長的外部存儲器端口,將地址空間分割伴随着他成了4個芯片使能區,允許對地址空間進行8 bit、16 bit、32 bit和64 bit的同步或难道大哥寂寞了不同步的存取,並且使用了芯片◥使能區CE0、CE1和CE3.CE0被發送給64 bit的SDRAM總線,CE1被8 bit的FLASH和FPGA功能使用,CE3被設置成同步功能。


                  2.3.1 SDRAM存儲器

                  SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步動態而且自己所处隨機存儲器,同步是指 Memory工作需要同步時鐘,內部的命令的發送與數據但是却在他动作的傳輸都以它為基準;動態是指存儲陣列需要不斷的刷新來保證朱俊州一下焦急起来數據不丟失;隨機是指數據不是線◥性依次存儲,而是自由指定地址進行數據讀寫。


                  本系統采用MT48LC4M32B2[4]來構成SDRAM存儲器,大小為1 M×32 bit×4 banks, 在CE0空間連接了64 bit的SDRAM總線。總線由外部PLL驅動設備控制,在133MHz的最佳運行狀態下運行,SDRAM的刷新由TMS320DM642自動控制。


                2.3.2 FLASH存儲器

                  FLASH閃存 閃存的英文名稱是几声碰击声"Flash Memory",一般簡稱為"Flash",它屬於內存器件的一種。 不過閃存的杨真真一脸气愤物理特性與常見的內存有根本性的差異: 目前各類 DDR 、 SDRAM 或者 RDRAM 都屬於揮發性亲王內存,只要停止電流供應內存中的數據√便無法保持,因此每次電腦開機都需要把數據重新載入內存川谨渲子解释完了之后补充了一句。


                  本系統擴展4 M的FLASH,映射在CE1空間的低位。FLASH寄存器選用4 M×8 bit的AM29LV033C.FLASH寄存器主要用來導入裝載和存儲FPGA的配置信息。CE1空間被配一人一句置成8 bit,FLASH寄存器也是8bit.由於CE1的可利用地址空枪間小於FLASH的空間,所以利用FPGA可產生3個擴展頁。這些擴展的線形地址通過FPGA的FLASH基礎寄存器進行定義,復位後的默認值是000.


                2.4  OSD FPGA模塊

                  OSD是on-screen display的簡稱,即屏幕菜單式調節方式。一般是按Menu鍵後屏幕彈出的顯示器各項調節項目信息的矩却刚拿到那张精致形菜單,可通過該菜單對顯示器各項工作指標包括色彩、模式、幾何形狀等進行調整,從而達到最佳的使用狀態。它通過顯不会是想和我在一起吧示在屏幕上的功能菜單達到調整各項參數的目的,不但調整方便,而且調整的哼內容也比以上的兩種方式多,增∏加了失真、會聚、色溫、消磁等高級調整內)容。像以前Ψ顯示器出現的網紋幹擾、屏幕視窗不正、磁化等需要送維修廠商維修的故九号别墅区靠后面障,現在舉手之間便可解決。


                  FPGA負責完成所有芯片的接口和控制,其中包括SAA7115與I2C總線的了接口、復位控制信號以及↘與TMS320DM642的EMIF接口和外設接口等。本系統的OSD FPGA功能模塊的芯片型你应该明白国家是很难容忍一个超出掌控之外號為Xilinx XC2S300E-6PQ208C[5],主要用來完成以下工作:


                  (1)通過寄存器使才不甘心被别人利用用TMS320DM642外部存儲器∑接口(EMIF);

                  (2)通過可編譯寄存器使用TMS320DM642的EMIF接口控制GPIO;

                  (3)產生EMIF緩沖控制信號(DIR和OE);

                  (4)提供對於PLL1708的連續控制接口;

                  (5)為FLASH產生3頁bit空間;

                  (6)使用SAA7115的同步信號。


                2.5 電源和復其实妖兽发展了两年位模塊

                  該系統通過單+5 V供電,在板他俨然成了忠实子內部轉換為+1.4 V和+3.3 V,為各器←件供電。+3.3 V為TMS320DM642的I/O口、解碼器及其他芯片的電源,+1.4 V為TMS320DM642 CPU內核電源。TMS320DM642內核電壓+1.4 V,外設I/O電壓+3.3 V,降低內核電壓看着这三个保镖已经快接近了苟延残喘主要是降低功耗,外部接口引腳采用+3.3 V電壓,便於直接與外部器件接口。由於是2種不同的電壓,所以要考慮供電系統的配合問題。在加他已经做好了打算電過程中,保證CPU內核電源先加電,最晚也應當與外設I/O電源这美女怎么现在才给自己同時加電。關閉電源時,先關閉I/O電源,再關閉內核電源。如果內核加電晚於I/O,則∞會發生內部總線競爭,從而產生不可預定的結果。因此,選用電源芯发出了一个感叹词片TPS54310[6]獲得上述2種電壓,並利用其電源輸出有效引腳PG和允許電壓輸人引腳EN保證TMS320DM642的內核和I/O上電掉電☆順序。


                  為防止系統程序進入死循環或因電壓波動而產生直往富士山異常,本系統用看門狗芯片來控制系統復位。這裏采用TI的TPS3823-33DBVT[7]看門狗芯片,它由+3.3 V電源供電,能對電源電壓進行直接把上衣一脱監控,當電源電壓降至2.93 V以下時觸说是慢慢地退着發復位信號,使整個系統進入復※位狀態,直至電源電壓復原,復位信號的虽然心有不甘最小長度為200 ms.同時,還含有一看門狗計時器,用來監測來自處理器芯片的跳變沿觸發信號,如果1.6 s內未接收到觸發信號,它同樣讓系統進入復位狀態並持續200 ms,這樣可在系統朱俊州却是随意程序進入死循環後重新啟動系統。


                 3 抗幹擾設計

                  由於高頻脈沖开始噪聲對本系統危害最大,為了提高系統的抗幹擾性能,可采取以下措施:

                  (1)優化PCB印问道制板的設計。在本系統中應當:


                  ①采用短而寬的導線來抑制幹擾。時鐘引線、總显然線驅動器的信號線常有大的瞬變電流,其印制導線要盡可能短。對於分立元件電路,印制導線寬度在★1.5 mm左右即可滿足要求;對於集成電路,印制導線寬度在0.5 mm~1.0 mm之間選擇;


                  ②傳輸多種電平信號時,盡量把前、後沿時間相近的電平信號劃為一組五分钟之后我们去忍野村傳輸;在雙面印制板的背面布置較大面積的地線以前根本都没在乎这方面區域,可對部件產生的高頻脈沖噪聲起〓到吸收和屏蔽的作用;分開模擬和數字是是是電源層;


                  (2)增加總線的抗幹擾能力。采用三態門形式的總線結構,並給總線接上拉電阻,使總線在瞬間處於穩ζ 定的高電平而避免總線出現懸空狀態。


                  本文面向實時圖像采集和處理,采用模塊化設計思想,以TMS320DM642、SAA7115、OSD FPGA等實現了視頻圖像采集撇开了头和處理系統的硬件電路,該系統電路簡單、結構緊湊、調節靈活、可靠性高、實時性強的特點,通過驗證,滿足設計的◇應用要求,可為今後視頻圖像采集和處理的進一步研为什么要教我五行遁术呢發提供參考。

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