FPGA+多DSP驱动的JPEG2000遥感图像压缩实时方案

本文主要探讨了2008年提出的基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）和多DSP（Digital Signal Processor）的JPEG2000星载遥感图像压缩实现方案。JPEG2000是一种高效、灵活的图像压缩标准，特别适用于对实时性和数据压缩效率要求高的应用领域，如遥感图像处理。 该研究针对星载遥感图像压缩的挑战，即需要在有限的时间内完成大量数据处理，提出了一个优化的设计。首先，采用了流水线技术和SPMD（Single Program Multiple Data）并行策略，通过分解压缩算法的任务，将它们分配到多个处理器上同时执行，以提高处理速度和吞吐量。FPGA作为系统的核心，利用其可编程特性，实现了JPEG2000压缩算法的硬件化实现，能够快速处理大量数据并进行并行操作。 FPGA与四个DSP之间的通信通过EMIF（Embedded Multi-I/O）接口进行，采用抢先式控制机制来确保数据传输的高效。这种设计允许各个DSP以独立的方式工作，提高了系统的灵活性和扩展性。为了方便对DSP进行调试和管理，所有四个DSP的仿真接口被串联成JTAG（Joint Test Action Group）链结构，使得调试过程更加便捷。 在硬件复杂度和引导速度方面，作者设计了HPI（Hardware Parallel Initialization）并行引导方法，旨在简化硬件设计，减少不必要的组件，同时加快DSP的启动速度。这种技术有助于降低整个系统的功耗和延迟，从而更好地适应星载遥感任务的实时性要求。 本文提出了一种结合FPGA和多DSP的优势，优化了JPEG2000星载遥感图像压缩的硬件架构，旨在提升图像压缩性能，满足航天器对实时性和资源利用率的高要求。这项研究成果对于推动遥感图像处理技术在卫星通信和空间科学中的应用具有重要意义。