一種基于fpga和sopc的圖像處理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種控制系統，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統。
【背景技術】
[0002]隨著信息科學技術的研宄，在很多行業領域都用到視頻圖像。視頻畫面具有很重要的意義，而要得到高質量的視頻畫面除了需要高質量的攝像頭外，還需要好的圖像處理系統。對視頻圖像的處理過程中，通常圖像數據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。用個人計算機對圖像處理，并行數據處理不能正常運行，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行的，且數據位寬也是固定的，因而資源利用率不高，限制了處理器數據的吞吐量，還要龐大的數據存儲空間。
【發明內容】
[0003]本實用新型主要解決的技術問題是:提供一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統，可對圖像進行并行處理，且具有龐大的存儲空間，系統可編程，可升級擴充，應用靈活。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型涉及一種控制系統，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統，包括CXD攝像頭、采集卡、PC總線控制器、OPB BUS、OPB JTAG、OPB UART、調試接口、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，系統可編程，可升級擴充，應用靈活。
[0005]CXD攝像頭與采集卡相連接，CXD攝像頭選用聯想的C3011型號，負責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字化圖像信息并通過VGA顯示卡將數字化圖像轉化為模擬信號。FPGA負責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作為片上外設總線，可提供32位數據線和32為地址線，為與之相連的各器件的通信提供通道。OPB JTAG用于連接調試接口，可以用來對處理器進行仿真調試。OPB UART與RS232連接，二者相互搭配可以作為外部設備連接的接口。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，可供處理器調用存儲在BRAM內的數據。
[0006]本實用新型一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統的有益效果為:
[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，從而適應產品的更新。
【附圖說明】
[0010]下面結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的圖像處理系統的系統框圖。
【具體實施方式】
[0012]在圖1中，本實用新型涉及一種控制系統，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統，包括CXD攝像頭、采集卡、PC總線控制器、OPB BUS、OPB JTAG、OPB UART,調試接口、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攝像頭選用聯想的C3011型號，負責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上的數據。SRAM有兩個，FPGA采集到一幀圖像數據保存到一個SRAM內，為后期讀出做準備，同時處理器讀出另一個SRAM上的數據并對數據進行處理，兩塊存儲方式的SRAM實現行總線的轉換。CCD攝像頭搜取到圖像信息后，通過采集卡進行信號的模數轉換后，生成格式為720P的圖像，然后圖像自動存放在SRAM芯片內，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字化圖像信息并通過VGA顯示卡將數字化圖像轉化為模擬信號。FPGA負責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，這樣可以節省與之相連的設備的管腳線，簡化了系統設計。VGA顯示模塊選用TI公司的THS8134芯片，可以實現圖像的采集、處理、存儲和顯示等功能，將圖像信息進行數模轉換后根據準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作為片上外設總線，可提供32位數據線和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總線連接設備，可以在不影響OPB仲裁器和處理器上已連接的外圍設備的情況下，再為處理器添加外圍設備并同步于時鐘系統，從而為處理器功能的擴展提供條件。
[0016]OPB JTAG用于連接調試接口，可以用來對處理器進行仿真調試。OPB UART與RS232連接，二者相互搭配可以作為外部設備連接的接口。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。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靈活的硬件設計與處理器的強大軟件功能有機結合在一起，高效的實現SOPC系統。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，可供處理器調用存儲在BRAM內的數據。OPB JTAG, OPB UART、處理器、LMB總線接口和BRAM相組合構成SOPC即可編程片上系統。利用該可編程片上系統可以實現圖像的存儲與處理、信號的接收與發送。并可利用嵌入式開發套件對Micro Blaze IP核的開發，大大提高了系統的可升級性。
[0017]當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，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統，包括CXD攝像頭、采集卡、PC總線控制器、OPB BUS、OPB JTAG, OPB UART、調試接 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字化圖像信息并通過VGA顯示卡將數字化圖像轉化為模擬信號；FPGA負責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作為片上外設總線，可提供32位數據線和32為地址線，為與之相連的各器件的通信提供通道；0PB JTAG用于連接調試接口，可以用來對處理器進行仿真調試；OPB UART與RS232連接，二者相互搭配可以作為外部設備連接的接口 ；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，可供處理器調用存儲在BRAM內的數據。
2.根據權利要求1所述的一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統，其特征在于:所述SRAM有兩塊。
3.根據權利要求1所述的一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統，其特征在于:所述CXD攝像頭選用聯想的C3011型號。
【專利摘要】本實用新型涉及一種控制系統，更具體地說涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統，可對圖像進行并行處理，且具有龐大的存儲空間，系統可編程，可升級擴充，應用靈活。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，可供處理器調用存儲在BRAM內的數據。
【IPC分類】H04N7-18
【公開號】CN204334830
【申請號】CN201520033674
【發明人】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