DSP FPGA實時圖像處理技術調研

1.需求分析

• 實時圖像處理技術,尤其是基于多核DSP+FPGA架構的實時圖像處理技術,因為該種方案本身所具有種種優點,又成為了現今各項圖像處理新技術研究中的備受關注的焦點
• 紅外圖像
• 細胞圖像
• 圖像拼接

2.總體設計方案：

FPGA負責完成視訊圖像采集、顯示的邏輯控制;DSP負責完成圖像拼接算法的實作;并利用FPGA内部FIFO與DSP的EMIFA接口直接通信,實作FPGA與DSP之間的資料交換。

2.1 DSP與FPGA的通信接口設計

• 該架構基于資料流模式進行處理器内部的核間資料互動,采用了高速傳輸接口SRIO與FPGA之間進行通信。
• 多核DSP與FPGA之間可選用uPP傳輸模式或者RapidIO高速資料通道進行雙工資料通信。
• PciE

2.2 圖像采集接口

• FPGA讀采集圖像時所需的标準接口Camera Link協定子產品
• 該系統的數字圖像輸入前端由SDI數字輸入端、USB3.0傳輸子產品、PAL制視訊圖像采集子產品共同構成。

• FPGA對圖像進行顯示的标準接口HDMI子產品
• FPGA實作PAL制式或DVI制式的視訊圖像采集,将采集到的圖像資料傳給DSP,接收DSP回傳的結果并顯示輸出。

3.應用例子

• 基于XILINX V6系列FPGA和TITMS320C6657雙核DSP的實時圖像處理系統。系統選用TI多核DSP作為圖像資料運算的主處理器,用以實作數字圖像實時處理的核心算法。系統選用XILINX公司Virtex系列高端FPGA作為協處理器和系統的主要制單元,用來協調系統中各個外設功能子產品,并完成圖像采集和顯示控制的功能。
• 為了完成圖像目标點的檢測和确認,同時實作FPGA與DSP之間的通信資料高速傳輸,文中基于高速DSP晶片TMS320C6455提出了一種數字圖像處理系統設計方案
• 以TMS320C6657 DSP和XC6VLX240T FPGA為核心晶片,設計了一套基于圖像處理的硬體系統平台
• TI TMS320C6657雙核DSP + Artix-7 FPGA
• 基于視訊的車輛異常行為檢測系統設計與開發:采用2片ADI公司TigerSHARC系列——ADSP TS201晶片作為核心處理器;兩片Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA晶片XC6SLX100-3CSG484I,作為通信傳輸和接口控制的核心處理器
• 選用TI公司TMS320C6000系列DSP和Altera公司的Cyclone II系列FPGA作為核心器件