FPGA在图像采集系统中的应用-采集控制与SDRAM接口设计
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更新于2024-08-10
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"采集控制模块设计-arm cortex-a(armv8)编程手册"
这篇文档主要探讨了一种基于FPGA的图像采集系统的设计,其中重点介绍了采集控制模块的实现,涉及了ARM Cortex-A(ARMv8)架构的编程,并提到了与USB2.0视频图像传输相关的技术。该设计是本科毕业论文的一部分,涵盖了从系统设计到具体硬件组件配置的全过程。
在第一章绪论中,作者指出图像采集系统随着计算机技术的进步变得越来越重要,特别是在实时性和高速化需求增大的情况下,传统的图像处理系统已经无法满足需求。因此,使用高性能的集成电路,如DSP芯片,成为了现代图像处理系统的核心。
第二章系统设计方案中,作者对比了不同的系统方案,包括CPLD/FPGA配合不同接口与PC连接的方案,以及CPLD/FPGA结合DSP的方案。最终,他们选择了基于FPGA的系统设计方案,详细阐述了系统结构、工作原理、器件选型以及面临的挑战。
第三章详细讨论了视频信号采集的流程,特别关注了SAA7113视频解码芯片的配置和使用。SAA7113是视频采集的关键组件,负责处理视频信号。作者解释了SAA7113的初始化配置,并通过FPGA进行实现。此外,还设计了同步信号生成模块,用于协调数据采集,确保数据的准确性和完整性。
采集控制模块是系统的心脏,负责根据同步信号来收集有效的视频数据,并存储到SDRAM中。这部分讲述了模块的实现,以及在处理跨时钟域数据传输时的策略,这是在高速系统中常见的问题,需要特殊处理以避免数据丢失或错误。
接着,作者详细介绍了SDRAM控制器的设计,特别是整页突发读写控制器,这是高效利用SDRAM高速存取能力的关键。SDRAM的结构和工作原理被深入解析,设计实现部分则阐述了如何创建这个控制器。
第四章涉及USB2.0视频图像的传输,这里设计了FPGA中的SLAVE FIFO控制器,用于管理和缓冲从FPGA到PC的数据传输。同时,FX2固件程序和驱动程序设计也进行了讲解,这些都是实现USB通信不可或缺的部分。最后,还讨论了在PC端的应用程序设计,这确保了用户能够方便地访问和处理由FPGA采集的视频数据。
这篇论文深入浅出地展示了基于FPGA的图像采集系统设计,包括关键硬件组件的选择、配置和软件层面的实现,对于理解嵌入式系统、数字信号处理以及高速数据传输具有很高的参考价值。
2021-09-11 上传
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锋锋老师
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