[實(shí)用新型]一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520033674.1
• 申請(qǐng)日: 2015-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204334830U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張時(shí)銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張時(shí)銘
• 主分類號(hào): H04N7/18
• 分類號(hào): H04N7/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著信息科學(xué)技術(shù)的研究，在很多行業(yè)領(lǐng)域都用到視頻圖像。視頻畫(huà)面具有很重要的意義，而要得到高質(zhì)量的視頻畫(huà)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(duì)視頻圖像的處理過(guò)程中，通常圖像數(shù)據(jù)信息具有龐大的運(yùn)算量與吞吐量，因此需要功能強(qiáng)大的圖像處理系統(tǒng)。用個(gè)人計(jì)算機(jī)對(duì)圖像處理，并行數(shù)據(jù)處理不能正常運(yùn)行，無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)性。選擇DSP芯片對(duì)圖像進(jìn)行處理，因?yàn)樘幚砥髟谶\(yùn)行時(shí)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(chǔ)空間。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，可對(duì)圖像進(jìn)行并行處理，且具有龐大的存儲(chǔ)空間，系統(tǒng)可編程，可升級(jí)擴(kuò)充，應(yīng)用靈活。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，包括CCD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(duì)圖像進(jìn)行并行處理，且具有龐大的存儲(chǔ)空間，系統(tǒng)可編程，可升級(jí)擴(kuò)充，應(yīng)用靈活。

CCD攝像頭與采集卡相連接，CCD攝像頭選用聯(lián)想的C3011型號(hào)，負(fù)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(guò)來(lái)的模擬信號(hào)并通過(guò)SAA711A芯片將該模擬信號(hào)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(guò)VGA顯示卡將數(shù)字化圖像轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。FPGA負(fù)責(zé)對(duì)采集模塊與顯示模塊進(jìn)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(lái)對(duì)處理器進(jìn)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(jìn)行編程控制的處理核心。利用LMB總線接口可以對(duì)處理器進(jìn)行編程，LMB總線接口與BRAM相連，可供處理器調(diào)用存儲(chǔ)在BRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)的有益效果為：

a.可以完成圖像的采集、處理與顯示；

b.可以對(duì)圖像進(jìn)行并行處理；

c.可編程，可擴(kuò)充外部連接，從而適應(yīng)產(chǎn)品的更新。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本實(shí)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(shí)施方式

在圖1中，本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于FPGA和SOPC的圖像處理系統(tǒng)，包括CCD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。

CCD攝像頭與采集卡相連接，CCD攝像頭選用聯(lián)想的C3011型號(hào)，負(fù)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(guò)來(lái)的模擬信號(hào)并通過(guò)SAA711A芯片將該模擬信號(hào)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(guò)OPB總線訪問(wèn)SRAM上的數(shù)據(jù)。SRAM有兩個(gè)，F(xiàn)PGA采集到一幀圖像數(shù)據(jù)保存到一個(gè)SRAM內(nèi)，為后期讀出做準(zhǔn)備，同時(shí)處理器讀出另一個(gè)SRAM上的數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，兩塊存儲(chǔ)方式的SRAM實(shí)現(xiàn)行總線的轉(zhuǎn)換。CCD攝像頭搜取到圖像信息后，通過(guò)采集卡進(jìn)行信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換后，生成格式為720P的圖像，然后圖像自動(dòng)存放在SRAM芯片內(nèi)，以供處理器對(duì)圖像處理。