基于多核处理器与FPGA的高速数码印花系统设计

"基于多核处理器与FPGA的高速数码印花系统.pdf" 本文研究了一种针对传统数码印花机速度瓶颈的解决方案，设计了一种基于Tilera嵌入式多核处理器和FPGA（现场可编程门阵列）的高速数码印花系统。在传统的数码印花机中，图像数据处理和传输通常由个人计算机（PC）完成，导致数据带宽有限，从而限制了喷印速度。为了提高效率，该系统采用两路千兆光纤以太网接收图像数据，多核处理器则负责实时解压缩和图像转置任务，有效地提升了数据处理能力。 文章提出了移位转置算法，以替代传统的遍历转置算法，这一创新显著提高了转置操作的效率。多核处理器之间通过共享内存和mailbox技术实现数据共享与同步，进一步优化了系统性能。此外，FPGA被用于执行数据格式转换和喷印输出，利用其可编程性实现高效的数据处理，降低了系统复杂性。 测试结果显示，这个高速数码印花系统连接8个喷头时，总输出带宽可达1.9 Gb/s，支持600 dot/inch分辨率下的喷印速度高达720 m2/h。这远超出了早期数码印花机的150 m2/h，更接近甚至超越了传统网式印花技术的速度，后者可以达到4000 m2/h以上。 数码印花技术作为一项结合机械、计算机电子信息技术的高新技术，具有周期短、精度高、成本低、污染少、自动化程度高等优点。然而，国内数码印花机的广泛应用仍受到喷印速度和墨水成本等因素的制约。此研究提出的多核处理器与FPGA相结合的高速数码印花系统，有望推动数码印花技术的发展，使其在大批量生产中更具竞争力，降低生产成本，同时提高生产效率，减少环境污染，符合现代制造业对可持续发展的需求。 关键词：多核处理器；FPGA；高速数码印花；图像数据处理；移位转置算法；共享内存；mailbox技术