针对红外试试图像处理系统构建的FPGA+多DSP的硬件平台,利用FPGA进行调度和时序控制,有效的使3个处理器并行工作,大大提高了系统处理能力。研究并实现了从红外探测器数据采集到图像校正、图像处理,以及图像显示的整个流程。
【基于FPGA的多DSP红外实时图像处理系统】是一种针对现代红外图像处理需求而设计的高效硬件平台。在这个系统中,FPGA(Field-Programmable Gate Array)扮演着核心调度和时序控制的角色,有效地驱动三个DSP(Digital Signal Processor)处理器并行工作,显著提升了系统处理大量图像数据的能力。这一设计解决了单个DSP处理复杂图像处理算法时可能面临的性能瓶颈问题,同时也避免了使用多信号处理板带来的高昂成本和设计复杂度。
系统由多个关键组件构成,包括DSP及其周边电路、FPGA电路、四端口存储器电路、显示电路以及HotLink接口电路。其中,FPGA采用了Xilinx公司的Virtex-4系列的SX35芯片,具备丰富的逻辑资源和高效的数字信号处理能力。Virtex-4系列FPGA的优势在于高集成度、低功耗,适合构建大规模的System-on-Chip(SoPC)系统。
HotLink接口电路采用Cypress公司的CY7B923芯片,提供高速、稳定且灵活的图像数据传输,使得采集的图像数据能高效地传输到图像记录设备。扩展存储器接口则通过SDRAM(Synchronous Dynamic Random-Access Memory)芯片进行数据存储,例如选用的HY57V561620芯片,具有100MHz的工作频率。显示电路通过数/模转换芯片如ADV7122来实现图像的高质量输出。
四端口存储器IDT70V5388是系统中的重要组成部分,允许四个端口同时访问,提供了高达14 Gb/s的数据带宽,每个端口都有邮箱中断功能,便于处理器之间的通信协调。DSP芯片选用了Texas Instruments(TI)的TMS32C6414,这是一种高性能的定点DSP,能够在一个时钟周期内执行8个32位指令,极大地提升了处理速度。
系统的工作流程始于DSP1读取非均匀性校正算法所需的系数,这些系数通过FPGA应用到图像校正过程。校正后的图像数据被写入四端口RAM,供3个DSP并行进行图像处理任务。非均匀性校正是必要的,因为红外探测器可能存在高达10%至30%的输出不一致性,两点校正算法是一种常用且计算量小的校正方法。
这个基于FPGA和多DSP的红外实时图像处理系统通过高效的硬件平台和智能的软件设计,实现了红外图像数据的快速处理和精确显示,尤其适用于对速度和空间质量有严格要求的红外图像应用。