一种基于fpga和sopc的图像处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统。
【背景技术】
[0002]随着信息科学技术的研宄，在很多行业领域都用到视频图像。视频画面具有很重要的意义，而要得到高质量的视频画面除了需要高质量的摄像头外，还需要好的图像处理系统。对视频图像的处理过程中，通常图像数据信息具有庞大的运算量与吞吐量，因此需要功能强大的图像处理系统。用个人计算机对图像处理，并行数据处理不能正常运行，无法达到实时性。选择DSP芯片对图像进行处理，因为处理器在运行时是按照指令执行的，且数据位宽也是固定的，因而资源利用率不高，限制了处理器数据的吞吐量，还要庞大的数据存储空间。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统，可对图像进行并行处理，且具有庞大的存储空间，系统可编程，可升级扩充，应用灵活。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统，包括CXD摄像头、采集卡、PC总线控制器、OPB BUS、OPB JTAG、OPB UART、调试接口、RS232接口、处理器、LMB总线接口、BRAM、SRAM、显示器、FPGA、采集模块、显示模块和VGA显示卡，可对图像进行并行处理，且具有庞大的存储空间，系统可编程，可升级扩充，应用灵活。
[0005]CXD摄像头与采集卡相连接，CXD摄像头选用联想的C3011型号，负责视频图像的采集与传输，采集卡选用SAA711A芯片。采集卡与采集模块相连，采集模块接收CCD摄像头传输过来的模拟信号并通过SAA711A芯片将该模拟信号生成数字化图像并传输至SRAM，SRAM连接在OPB总线上。VGA显示卡与显示模块相连，显示模块可以接收数字化图像信息并通过VGA显示卡将数字化图像转化为模拟信号。FPGA负责对采集模块与显示模块进行管理与控制。采集卡连接在PC总线控制器上，PC总线控制器连接在OPB BUS上。OPB BUS作为片上外设总线，可提供32位数据线和32为地址线，为与之相连的各器件的通信提供通道。OPB JTAG用于连接调试接口，可以用来对处理器进行仿真调试。OPB UART与RS232连接，二者相互搭配可以作为外部设备连接的接口。处理器选用Micro Blaze嵌入式处理器，可以嵌入FPGA中，作为FPGA进行编程控制的处理核心。利用LMB总线接口可以对处理器进行编程，LMB总线接口与BRAM相连，可供处理器调用存储在BRAM内的数据。
[0006]本实用新型一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统的有益效果为:
[0007]a.可以完成图像的采集、处理与显示；
[0008]b.可以对图像进行并行处理；
[0009]c.可编程，可扩充外部连接，从而适应产品的更新。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。
[0011]图1为本实用新型一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0012]在图1中，本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统，包括CXD摄像头、采集卡、PC总线控制器、OPB BUS、OPB JTAG、OPB UART,调试接口、RS232接口、处理器、LMB总线接口、BRAM、SRAM、显示器、FPGA、采集模块、显示模块和VGA显不卡ο
[0013]CXD摄像头与采集卡相连接，CXD摄像头选用联想的C3011型号，负责视频图像的采集与传输，采集卡选用SAA711A芯片。采集卡与采集模块相连，采集模块接收CCD摄像头传输过来的模拟信号并通过SAA711A芯片将该模拟信号生成数字化图像并传输至SRAM，SRAM连接在OPB总线上，处理器可以通过OPB总线访问SRAM上的数据。SRAM有两个，FPGA采集到一帧图像数据保存到一个SRAM内，为后期读出做准备，同时处理器读出另一个SRAM上的数据并对数据进行处理，两块存储方式的SRAM实现行总线的转换。CCD摄像头搜取到图像信息后，通过采集卡进行信号的模数转换后，生成格式为720P的图像，然后图像自动存放在SRAM芯片内，以供处理器对图像处理。
[0014]VGA显示卡与显示模块相连，显示模块可以接收数字化图像信息并通过VGA显示卡将数字化图像转化为模拟信号。FPGA负责对采集模块与显示模块进行管理与控制。采集卡连接在PC总线控制器上，PC总线控制器连接在OPBBUS上。PC总线控制器信息的传输并可作为控制线，这样可以节省与之相连的设备的管脚线，简化了系统设计。VGA显示模块选用TI公司的THS8134芯片，可以实现图像的采集、处理、存储和显示等功能，将图像信息进行数模转换后根据准确的顺序与帧时序传送到显示器，显示器上显示图像供用户查看。
[0015]OPB BUS作为片上外设总线，可提供32位数据线和32为地址线，为与之相连的各器件的通信提供通道。OPB BUS将OPB JTAG和0PBUART连接在处理器Micro Blaze上。利用OPB总线连接设备，可以在不影响OPB仲裁器和处理器上已连接的外围设备的情况下，再为处理器添加外围设备并同步于时钟系统，从而为处理器功能的扩展提供条件。
[0016]OPB JTAG用于连接调试接口，可以用来对处理器进行仿真调试。OPB UART与RS232连接，二者相互搭配可以作为外部设备连接的接口。RS232可以与PC相连接，从而可以通过PC端访问该图像处理系统。处理器可以嵌入FPGA中，作为FPGA进行编程控制的处理核心，并且使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机结合在一起，高效的实现SOPC系统。利用LMB总线接口可以对处理器进行编程，LMB总线接口与BRAM相连，可供处理器调用存储在BRAM内的数据。OPB JTAG, OPB UART、处理器、LMB总线接口和BRAM相组合构成SOPC即可编程片上系统。利用该可编程片上系统可以实现图像的存储与处理、信号的接收与发送。并可利用嵌入式开发套件对Micro Blaze IP核的开发，大大提高了系统的可升级性。
[0017]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统，包括CXD摄像头、采集卡、PC总线控制器、OPB BUS、OPB JTAG, OPB UART、调试接 口、RS232 接 口、处理器、LMB 总线接 口、BRAM、SRAM,显示器、FPGA、采集模块、显示模块和VGA显示卡，其特征在于:(XD摄像头与采集卡相连接，CCD摄像头负责视频图像的采集与传输，采集卡选用SAA711A芯片；采集卡与采集模块相连，采集模块接收CCD摄像头传输过来的模拟信号并通过SAA711A芯片将该模拟信号生成数字化图像并传输至SRAM，SRAM连接在OPB总线上；VGA显示卡与显示模块相连，显示模块可以接收数字化图像信息并通过VGA显示卡将数字化图像转化为模拟信号；FPGA负责对采集模块与显示模块进行管理与控制；采集卡连接在PC总线控制器上，PC总线控制器连接在OPB BUS上；0PB BUS作为片上外设总线，可提供32位数据线和32为地址线，为与之相连的各器件的通信提供通道；0PB JTAG用于连接调试接口，可以用来对处理器进行仿真调试；OPB UART与RS232连接，二者相互搭配可以作为外部设备连接的接口 ；处理器选用MicroBlaze嵌入式处理器，可以嵌入FPGA中，作为FPGA进行编程控制的处理核心；利用LMB总线接口可以对处理器进行编程，LMB总线接口与BRAM相连，可供处理器调用存储在BRAM内的数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统，其特征在于:所述SRAM有两块。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统，其特征在于:所述CXD摄像头选用联想的C3011型号。
【专利摘要】本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种基于FPGA和SOPC的图像处理系统，可对图像进行并行处理，且具有庞大的存储空间，系统可编程，可升级扩充，应用灵活。CCD摄像头与采集卡相连接。采集卡与采集模块相连，采集模块接收CCD摄像头传输过来的模拟信号并通过采集卡将该模拟信号生成数字化图像并传输至SRAM，SRAM连接在OPB总线上。VGA显示卡与显示模块相连。FPGA负责对采集模块与显示模块进行管理与控制。采集卡连接在PC总线控制器上，PC总线控制器连接在OPB BUS上。OPB JTAG用于连接调试接口。OPB UART与RS232连接。处理器可以嵌入FPGA中，作为FPGA进行编程控制的处理核心。利用LMB总线接口可以对处理器进行编程，LMB总线接口与BRAM相连，可供处理器调用存储在BRAM内的数据。
【IPC分类】H04N7-18
【公开号】CN204334830
【申请号】CN201520033674
【发明人】张时铭
【申请人】张时铭
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月18日