基于FPGA的图像采集与存储系统的设计

FPGA图像采集

第4期(总第143期)

2007年8月机械工程与自动化

M ECHAN I CAL  EN G I N EER I N G  & AU TOM A T I ON N o 14

A ug 1

文章编号:167226413(2007)0420044203

基于FPGA 的图像采集与存储系统的设计

陈国柱,刘 涛,李元宗

(太原理工大学机械工程学院,山西 太原 030024)

摘要:主要阐述了一种基于FPGA 的图像采集与存储方案。首先对系统的整体结构和工作原理进行了简要介绍,然后又针对采集和存储的具体实现进行了详细阐述,并给出了C M O S 时序产生模块、存储器选择模块和存储器地址产生模块的仿真结果。

关键词:C M O S ;FPGA ;图像采集;图像存储中图分类号:T P 37   文献标识码:A

基于FPGA的图像采集与存储系统的设计

收稿日期:2006211206;修回日期:2007202228

作者简介:陈国柱(19812),男,河南唐河人,硕士研究生,研究方向:机器人。

0 引言

近年来,随着C M O S 图像传感技术的快速发展,C M O S 图像传感器正逐渐取代传统的CCD 图像传感器,而FPGA (现场可编程门阵列)以其高度的灵活性和可编程性,也得到了广泛的应用。

本文介绍了一种用于自主式移动小车的基于FPGA 控制下的C M O S 图像采集与存储系统。在该自主式移动小车中,通过对C M O S 图像传感器输出的黑白图像信号进行采集,

然后在D SP 和PC 协同下对采

集到的数字图像进行处理,最后根据处理结果生成环境地图,指导小车运动。文章主要介绍该自主式移动小车的图像采集与存储部分的原理及其具体实现。1 系统组成及工作原理

本设计的硬件部分包括C M O S 图像传感器、可编程门阵列FPGA 、图像存储器SRAM ,系统整体结构见图1。其中FPGA 实现的功能主要有C M O S 初始化、C M O S 时序产生、存储器选择和存储器地址产生。

图1 系统整体结构

  系统工作原理为:系统上电启动后,C M O S 初始

化模块发送数据初始化C M O S ,然后进入等待状态,当FPGA 接收到图像采集信号(Sam p le )后,由C M O S 时序产生模块产生控制时序信号(V SYN C 、

CH SYN C 、M CL K 、FR EX ),控制C M O S 进行图像采

集,同时C M O S 在控制信号作用下输出像素时钟信号

PCL K 和水平参考输出信号HR EF 。SRAM 选择模块根据V SYN C 、HR EF 进行不同SRAM 之间切换,而地址产生模块根据V SYN C 、HR EF 和PCL K 产生SRAM 地址信号,SRAM 根据存储器选择模块和地址

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