FPGA与TMS320DM642实现的CCD图像处理系统设计

"基于FPGA和TMS320DM642的CCD图像采集和处理系统设计，包括系统结构、工作原理以及实时图像处理中的乒乓缓存策略。" 在数字图像处理领域，高速宽带、高精度以及采样控制是关键挑战。本文提出的解决方案是一个集成FPGA和TMS320DM642处理器的实时图像采集和处理系统。TMS320DM642是一款高性能的数字媒体处理器，适用于视频和图像应用。它与视频解码芯片SAA7115H和FPGA协同工作，能够有效地处理复杂的图像数据。 系统总体设计上，采用了模块化设计，由四个主要部分组成：视频解码芯片（包含A/D转换功能）、FPGA（在这里是OSD FPGA）、TMS320DM642处理器以及外围电路。外围电路包括CCD摄像机、SDRAM用于图像存储、FLASH作为程序存储器，还有复位和电源管理等基础电路。 系统工作原理如下：CCD摄像头捕获的PAL制图像通过SAA7115H解码为并行的BT.656码流，然后传递给TMS320DM642。处理器将码流解码为YUV 4:2:2格式的图像，并利用内部的EDMA（增强型直接内存访问）机制将图像数据传输到SDRAM中。CPU可以访问这些数据执行图像处理算法。 在实时图像处理中，为了协调恒速的CCD图像采集与变速的处理器之间的速度差异，引入了乒乓缓存策略。这种策略利用TMS320DM642的内部FIFO和外部SDRAM，形成一个双缓冲区结构。数据流在不同缓冲区之间交替存储和处理，确保数据处理的连续性和无中断。这种操作模式分为五个状态，每个状态对应数据的存储或处理阶段，保证了数据流的连续流动，适配流水线处理，提高系统效率。 这个系统利用了FPGA的灵活性和TMS320DM642的强大处理能力，结合乒乓缓存策略，实现了高效的实时图像采集和处理，满足了高带宽、高精度以及采样控制的需求，是现代数字图像处理技术的一个典型应用实例。