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PCI总线和DSP芯片的图像处理平台的硬件设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了基于PCI专用芯片S5933和DSP芯片TMS320C32图像处理平台的硬件设计。该平台使用专用视频输入处理芯片SAA7113和CPLD实现了高速连续的视频帧采集,满足了后继图像处理的需要。该平台既可以作为视频图像采集使用,也可以进行视频压缩、匹配等图像处理的算法验证,并具有使用灵活的特点。
  关键词:数字信号处理芯片视频采集图像处理
  
  随着计算机、多媒体和数据通信技术的高速发展,数字图像技术近年来得到了极大的重视和长足的发展,并在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、管理和通信等方面取得了广泛的应用。同时,人们对计算机视频应用的要求也越来越高,从而使得高速、便捷、智能化的高性能数字图像处理设备成为未来视频设备的发展方向,这必然要求产生相适应的新理论、新方法和新算法。为了在利用这些新技术的过程中检验其可行性,研制了基于PCI总线和DSP芯片的图像处理平台,该图像处理平台是利用PHILIPS公司的视频输入处理器SAA7113、TI公司的TMS320C32高速浮点DSP和AMCC公司的S5933PCI总线接口芯片搭建的。利用高速的PCI总线和功能强大的DSP芯片,可以进行视频压缩、图像检测、视觉定位等算法研究。
  
  1系统功能概述
  
  根据实际应用需要,该系统的主要功能有:
  
  (1)可以在不同输入制式PAL和NTSC之间进行自动切换和处理。
  
  (2)能利用采集到的YUV图像信号数据进行压缩算法的验证,或转换成灰度图像数据、RGB格式图像数据等进行检测、定位等算法的检验。
  
  (3)能将处理后的数据通过PCI接口交给上层系统(PC机)保存或进行进一步验证处理。
  
  (4)系统具有软件修改、升级功能和灵活性,便于算法的改进验证。
  
  系统的设计难点主要是如何实现系统数据的高速传输。图像数据由专用集成视频解码器SAA7113采集,经A/D转换处理后传输到DSP;再经DSP处理后通过PCI接口传输到PC机。如何实现SAA7113与DSP之间和DSP与S5933之间的高效率数据通信是解决这个问题的关键。通过分析研究,在SAA7113与DSP之间采用CPLD控制的两帧轮换方式,实现图像的隔行信号变逐行信号以及采集和处理的同步进行;在DSP与S5933之间采用DMA传输方式,实现数据流在系统中的高速传输,以满足图像处理要求。
  
  2系统的硬件设计
  
  整个系统由视频解码器、DSP和PCI总线专用芯片组成。系统框图如图1所示。
  
  DSP芯片采用TMS320C32,该芯片是在TMS320C30的基础上简化而来的,含有TMS320C30CPU核心。它增加了一些常用的功能部件,使程序引导功能、串行接口传输和存储器均可支持8、16、32位的数据。它可产生边沿中断和电平中断,可由用户编程设定中断向量表的地址,具有空等待和低功耗两种电源管理方式。它具有两个DMA通道,功能强大的外部存储器接口既可以满足视频解码接口8位数据的要求,也可以实现PCI接口32位数据的的高速数据传输。TMS320C32灵活的程序加载可以实现在系统编程。
  
  PCI总线专用接口芯片采用S5933,它是一种功能强且使用灵活的PCI

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