计算机硬件论文计算机硬件系统论文：基于DM642高速异性纤维图像检测处理系统硬件设计.pdf

这篇论文探讨的是基于DM642高速异性纤维图像检测处理系统的硬件设计，该系统旨在解决棉花加工中难以识别的异性纤维的问题。异性纤维的存在严重影响棉纺织品的质量和企业的生产效率。传统的检测系统通常采用通用计算机、单片机或专用DSP，但这些方法存在处理速度慢、实时性不足或应用受限等问题。 本系统采用了FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为数据采集逻辑控制单元，以及TMS320DM642 DSP（Digital Signal Processor）作为高端图像处理单元。这种设计巧妙地分担了任务，FPGA的并行处理能力可以加速数据采集和预处理，而DSP则负责复杂的图像处理算法，提升了系统的实时性能和灵活性。 系统结构主要包括以下几个部分： 1. 视频采集单元：使用CCD（Charge-Coupled Device）摄像头捕捉待检测对象的图像。 2. FPGA单元：对CCD输出的模拟视频信号进行模数转换和预处理。 3. 图像处理单元：由DM642 DSP执行，包括视频解码和图像处理算法。 4. 视频显示：将处理后的图像转换回模拟信号并显示在显示器上。 5. 数据存储：使用SDRAM（Synchronous Dynamic Random-Access Memory）存储图像数据。 6. 外围电路：包括电源和时钟等支持硬件。 系统工作原理是，CCD摄像头采集的模拟视频信号通过TVP5150芯片转换为数字格式，这个芯片支持NTSC和PAL两种制式，并将视频流转化为8位BT.656格式。DM642接收并解码这些数据，然后通过EDMA（Enhanced Direct Memory Access）传输到SDRAM中。DSP对存储的图像进行处理，例如图像增强、特征提取等，处理结果再次通过视频输入端口进行数模转换并显示。 TVP5150芯片具有低功耗特性，可适应不同的视频格式，并能通过设置寄存器实现图像剪裁，允许系统仅处理感兴趣的图像区域，提高了处理效率。 论文的2.1章节详细描述了视频解码电路的设计，其中TVP5150与DM642之间的接口和数据流动路径被详细阐述，强调了其在视频流转换和数据传输中的作用。 这个基于DM642的高速异性纤维图像检测处理系统通过结合FPGA和DSP的优势，实现了高效、实时的异性纤维检测，对于提高棉纺织行业的生产质量具有重要意义。这样的设计不仅解决了传统方法的局限，还为类似图像处理应用提供了新的解决方案。