FPGA+DSP架构下的异步视频图像采集技术优化

本文主要探讨了基于FPGA+DSP架构的嵌入式视觉跟踪系统的设计与实现，针对FPGA资源有限和不同时钟域间数据传输的亚稳态挑战，提出了一种创新的解决方案。FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其灵活性和可编程特性在实时图像处理中占据重要地位，而DSP（Digital Signal Processor）则提供强大的数字信号处理能力，两者结合可以高效处理视频数据。 作者李波、李亚南和李健的研究集中在如何利用FPGA的逻辑设计和高速接口，配合DSP的处理性能，构建一个异步FIFO（First-In-First-Out，先进先出）视频图像数据采集系统。FIFO是一种缓冲机制，用于解决不同时钟域之间的数据同步问题，通过在两个时钟周期的交界处设置多个低深度的异步FIFO，实现了数据的无间断传输。发送端根据自身时钟频率将数据写入FIFO，而在接收端，数据在接收时钟的控制下读取，从而在数据流传输的同时进行缓存，避免了数据传输过程中的丢失或错乱。 论文的关键技术点在于FPGA内部资源的优化分配和利用，以及异步FIFO的设计策略。通过精确的硬件设计和软件协同，作者们确保了视频图像数据的准确捕获和实时处理，即使在数据量大、时钟速度差异显著的情况下也能保持稳定的工作性能。此外，文章还提到了IIC配置模块和解交织模块在系统中的作用，前者负责初始化和配置，后者则负责解码和去交错，进一步提升了系统的整体效率。 该研究不仅解决了嵌入式视觉系统中常见的数据同步问题，还展示了FPGA+DSP架构在实时图像处理领域的实用性，对于视频监控、机器人导航、无人驾驶等应用具有重要的参考价值。论文最后被收录于2016年9月的《兵工自动化》杂志，被赋予了中图分类号TP391.4，并获得了文献标志码A，表明其在学术界的权威性和认可度。