基于DSP+FPGA的实时图像处理系统设计与实现

"本文主要探讨了基于DSP+FPGA的图像处理电路板硬件设计，旨在提高自适应光学系统中波前处理机的性能。论文作者段雷在硕士研究中，选择了DSP和FPGA芯片作为核心，构建了一个能提升图像处理实时性的系统，同时降低成本。" 在自适应光学系统中，波前处理机的角色至关重要，它需要处理高频率的波前传感器数据以确保系统的实时性能。论文首先阐述了图像处理技术的背景和国内外的发展状况，然后对比了专用和通用图像处理系统的优缺点。通过分析DSP（数字信号处理器）和FPGA（现场可编程门阵列）的特性，作者提出了一种新型的实时图像处理系统，利用两者的优势来优化系统的实时性能和成本效益。 系统设计中，DSP负责信号处理算法的执行，而FPGA则用于灵活的硬件配置和加速，实现了不同于传统PC机模式的高效能。论文详细介绍了器件选型、系统架构、逻辑设计以及硬件功能模块的构成，包括DSP的选择、FPGA的逻辑设计和SDRAM控制器的设计。SDRAM控制器是系统的关键部分，它控制内存访问，确保高速数据流的顺畅处理。 在高速PCB设计方面，论文深入讨论了信号完整性的挑战，如反射和串扰，以及如何解决这些问题以保证电磁兼容性。此外，作者还详细说明了FPGA的逻辑设计过程，包括图像采集模块和SDRAM控制器的工作原理与仿真结果。 最后，论文详细描述了硬件系统的测试和调试流程，展示了系统的实时性和高速性，以及良好的性价比。这套由作者自主研究和设计的电路及硬件系统，不仅满足了高性能图像处理的需求，而且具有成本优势，对于自适应光学系统的波前处理机性能提升具有显著的意义。