ARM与FPGA协同：构建高效嵌入式实时图像处理平台

本文主要探讨了基于ARM（Advanced RISC Machine）和FPGA（Field-Programmable Gate Array）的嵌入式实时图像处理平台的设计与实现。随着图像处理技术在各个领域的广泛应用，如生物医疗、工业生产和军事公安等，传统图像处理平台通常依赖于PC，存在体积大、功耗高和开发复杂等问题。随着微电子技术的发展，嵌入式系统逐渐成为提升图像处理平台性能的关键。 文章首先介绍了嵌入式系统对图像处理平台的重要影响，它能够简化开发过程，缩短二次开发周期，同时提升平台的实时性和处理能力。作者在此背景下，结合ARM核心板的优势和FPGA的灵活性，提出了一个创新的解决方案。通过FPGA，平台实现了对高分辨率图像的实时传输和大屏幕显示，这在提高图像质量的同时，也增强了平台的实用性。 硬件部分，设计包括一个由ARM主控制模块、FPGA从模块和实时图像采集模块组成的系统。S3C2440A ARM微处理器负责管理外围接口并与实时图像采集模块协同工作，而EP1C3T144I7NFPGA芯片则负责图像数据缓存和VGA接口时序控制，确保高分辨率图像的稳定输出。此外，采用了SAA7113H图像解码芯片来捕捉和解码模拟CCD的实时图像。 在软件层面，作者在自定义的硬件平台上嵌入了WinCE嵌入式操作系统，这一选择使得实时图像采集过程更加高效，并设计了基于WinCE的流接口驱动程序，提高了平台的灵活性和易用性。为了验证平台的实用性和性能，作者还在平台上运行了针对工业应用领域测量物体长度的应用软件，结果显示平台能够达到800×600分辨率，60Hz的视频输出，满足实际需求。 整个平台设计注重模块化，使得硬件扩展性好，体积小巧，功耗低，便于移植和二次开发。这些特点使其在工业自动化、监控系统以及其他需要实时图像处理的领域具有广泛的应用前景。本文的研究成果为嵌入式实时图像处理平台的进一步优化和定制提供了有价值的参考，同时也展示了ARM和FPGA技术在该领域的融合潜力。关键词：ARM、FPGA、模拟CCD、WinCE、实时图像处理，体现了作者许峥在导师李成金指导下进行的深入研究。