基于FPGA与DSP的高分辨率图像处理卡设计与实现

本研究论文深入探讨了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）和DSP（Digital Signal Processor）的图像多功能卡的设计与实现，特别是在高分辨率视频采集和实时处理领域的应用。作者尹乐，专业为信号与信息处理，针对电子科技大学硕士学位论文，以PCI（Peripheral Component Interconnect）总线为基础，将FPGA作为系统控制核心，而TMS320DM642作为CPU，构建了一个高效能的图像处理系统。 论文的核心内容集中在以下几个关键点： 1. **系统设计目标**：明确提出了设计目标，即开发一种能够实时采集高分辨率视频并进行高速处理的图像处理卡，旨在推动相关领域的技术发展，如通信、航天航空、遥感遥测等。 2. **技术选型**：比较了DSP和FPGA作为数字处理核心的优劣，FPGA以其灵活性和定制性被选为系统控制核心，而DSP负责CPU功能，确保了实时性和处理性能。SDRAM被选为外围存储器，兼顾单片容量、时钟速度和体积等因素。 3. **硬件设计**：文章详细阐述了输入输出电路、FPGA外围电路和DSP外围电路的设计，涉及芯片的选择和电路连接，如AD/A转换器和外围存储器的集成。 4. **程序设计**：FPGA程序设计包含了AD采集控制、SDRAM读写控制、图像处理模块和系统控制模块，而DSP程序则负责配置设置和与上位机的数据交互，确保图像处理的准确执行。 5. **功能验证**：通过硬件调试和FPGA程序验证，结果显示系统成功实现了图像增强和压缩功能，且具备实时处理能力。此外，系统还能自动识别分辨率和刷新率，体现出高度的智能化。 关键词：视频图像、图像增强、FPGA、DSP、PCI、SDRAM，这些关键词准确概括了论文的研究焦点和技术创新点。这篇论文提供了一种实用的图像处理系统设计方法，展示了在现代信息技术领域中，FPGA和DSP的协同工作如何提升图像处理性能和效率。