基于SOPC技术的高速图像采集控制系统的设计与研究

第２４卷第６期　２０１　１年６月　

传感技术学报　

ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＥＮＳＯＲＳ　ＡＮＤ　ＡＣＴＵＡＴＯＲＳ　Ｖ０１．２４　Ｎｏ．６　

Ｊｕｎｅ　２０ｌｌ　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ａ　Ｈｉｇｈ－Ｓｐｅｅｄ　Ｉｍａｇｅ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＯＰＣ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＳＨＡＮＧ　Ｙｕａｎｙｕａｎ　，ＹＡＮＧ　Ｘｉｎｈｕａ　ＸＵ　Ｄａｗｅｉ，ＺＨＡＯ　Ｘｉａｏｘｕ。ＮＩＵ　Ｈｕｉｚｈｕｏ　，Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｆ　’，　ｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃａｐｉｔａｌ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４８，Ｃｈｉｎａ；　、　＼Ｂｅｒｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　Ｈｉｇｈ　Ｒｅｌｉａｂｌｅ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍ，Ｃａｐｉｔａｌ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｒｉｎｇ　１０００４８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＯＰＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ａ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｃｈｉｐ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｏｎｉｃ　ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｉｎ　Ａｖａｌｏｎ　ｂｕｓ　ｗｅｒｅ　ｃｕｓｔｏｍｉｚｅｄ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚｅｄ　ｉｎ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｕｎｉｔ　ａｎｄ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｕｎｉｔ，ａｎｄ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｍ・　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ｔｏ　ｔｈｒｅｅ—ｆｏｕｒｔｈｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａ１．Ａ　ｃｕｓｔｏｍ　ＤＭＡ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｏｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ｄａｔａ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｃａｃｈｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＳＤＲＡＭ．Ｔｈｉｓ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｄｉｓｃａｒｄｓ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈ－　ｏｄ　ｔｈａｔ　ＦＩＦＯ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ｐｕｔ　ｕｐ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ａｎｄ　ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ＣＰＵ　ｔａｓｋ　ｆｏｒ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｃａｎ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ａ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ｊｏｂ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｗｏｒｋｅｄ　ｏｎ　ａｎ　２ｋ　ｘ２ｋ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ＣＭＯＳ　ｉｍａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｉｔｓ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ　ｉｎ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；ＳＯＰＣ；ＤＭＡ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｐａｒａｌｌｅｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ＥＥＡＣＣ：６１４０Ｃ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—１６９９．２０１１．０６．０１７　

基于ＳＯＰＣ技术的高速图像采集控制系统的设计与研究牢　尚媛园　，杨新华，徐达维，赵晓旭，牛慧卓　，首都师范大学信息工程学院，北京１０００４８；　、　＼高可靠嵌人式系统技术北京市工程研究中心，北京１０００４８／　

摘　要：针对高速图像采集控制系统中带宽不足的问题，应用ＳＯＰＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ａ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｃｈｉｐ）技术在Ａｖａｌｏｎ总线中嵌　入自定义外设完成图像采集、冈像数据压缩和网像存储，大大提高了系统的成像速度。首先，通过在图像采集端对数据进行　流水线压缩编码的方法，将数据量压缩为原来的四分之ｊ。然后，基于ＶＨＤＬ设计并实现ＤＭＡ控制器，该自定义ＤＭＡ控制　器可以把图像数据直接存人ＳＤＲＡＭ中的两块缓存区，省掉了传统数据采集系统中必须使片ｊ　ＦＩＦＯ对数据进行缓存的环节，减　轻了ＣＰＵ的数据传输任务。另外，通过将系统网像采集模块和数据传输模块的并行化处理，提高了成像系统工作的效率。最　后，在２ｋｘ２ｋ高速ＣＭＯＳ成像系统卜进行了实现，通过速度测试和成像测试验证了该图像采集控制系统设计的可行性与灵活　性。　关键词：网像采集；ＳＯＰＣ；ＤＭＡ控制器；并行处坪；高速　中图分类号：ＴＰ３ｌ７．４；ＴＮ９１１．７３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—１６９９（２０１１）０６—０８６４—０６　

目前图像采集主要应用ＣＣＤ和ＣＭＯＳ图像传　感器获取原始模拟图像信号，然后通过ＡＤ将模拟　信号转换成８位、１０位或１２位等不同数字信号，由　于ＡＤ变换速度和存储器读写速度不统一，数据不　能直接从ＡＤ进入存储器，中间必须要加一级ＦＩＦＯ　进行数据缓存，然后应用ＤＭＡ或ＣＰＵ主动把数据　搬移至存储器（ＳＤＲＡＭ）中　。当一帧图像采集　完成后利用计算机软件或其他的大规模集成数字器　件，对图像信息进行数据压缩运算或处理，以提高图　像质量或达到人们预期效果，然后在把网像数据通　过高速总线存储在硬盘或ＳＤ卡等存储介质中或把　图像发送至显示设备　。文章中应用ＳＯＰＣ技术　把图像采集控制，数据压缩编码、数据存储等任务全　部在自定义外设中完成，彻底减轻了嵌入式ＣＰＵ的　数据处理任务，成像系统的成像速度仅仅取决于传　感器的像素读出速率和光线环境，为实现高实时图　像采集提供了可借鉴设计方案。　数字系统的设计是一个把算法转化为实际数字　

项目来源：囝家自然科学基金面上项日（１０６０３００９）；北京市科技新星项目（２００８Ｂ５７）；北京市属高等学校人才强教计划项目　收稿日期：２０１０—１２—０３　修改日期：２０１ｌ一０２—１４　第６期　尚媛园，杨新华等：基于ＳＯＰＣ技术的高速图像采集控制系统的设计与研究８６５　逻辑电路的过程，同一个算法可以用不同结构的数　字逻辑电路来实现，但其运算速度和性能价格比可　以有很大的差别．．我们可用许多不同的方案来实现　图像采集、数据存储和传输数字系统电路，下面列出　了常用的四种方案　：　（１）以专用微处理器芯片为中心来构成算法所　需的电路系统；　（２）用高密度的ＦＰＧＡ；　（３）设计专用的大规模集成电路（ＡＳＩＣ）；　（４）利用现有的微处理器的ＩＰ核并结合专门　设计的外围驱动电路。　在ＦＰＧＡ中下载现成的微处理器的ＩＰ核并结　合专门设计的驱动电路既有ＡＳＩＣ电路的　规模、　高集成度、高可靠性的优点，又克服了普通ＡｓＩｃ设　计周期长、投资大、灵＇？舌性差的缺点，逐步成为复杂　数字硬件电路设计的理想首选　。。　应用ＳＯＰＣ技术可以方便实现将处理器、自定　义外设、存储器控制器、ＤＭＡ、ＰＩＯ等设备集成在一　块ＦＰＧＡ上　。ＳＯＰＣ系统巾应用Ａｖａｌｏｎ总线为　外设之间的数据交换提供统一接口，用户可以应用　ＨＤＬ语言方便设计满足Ａｖａｌｏｎ总线协议的功能外　设。本文针对现有成像系统大都使用专用驱动芯片　提出一种应用ＳＯＰＣ技术实现可以适用于绝大部分　冈像采集系统的芯片驱动和数据存储解决方案。系　统应用模块化设计把图像采集划分为曝光控制、像　素读取、ＡＤ变换和数据存储四个过程。针对以上　四个过程设计不同的驱动模块，各个模块在统一的　状态机控制下进行协调工作。ＣＰＵ通过写曝光模　块的内部寄存器设定曝光时间和启动曝光。当曝光　结束后系统进入像素读取状态，在像素读出过程中　完成ＡＤ变换和数据存储。该系统在ＦＰＧＡ　（ＥＰ２Ｃ３５Ｆ６７２）驱动图像传感器（ＬＵＰＡ４０００）完成　图像采集，系统的采集速度和成像效果达到了预期　效果　

１　总体设计　本文设计的高速图像采集控制系统主要由　ＣＰＵ、Ａｖａｌｏｎ总线、图像传感器控制器、存储撂和以　太网控制器等组成　８－９］。ＣＰＵ采用ＮＩＯＳⅡ：钦核处　

理器，主要负责任务调度。主设备和从设备之间通　过Ａｖａｌｏｎ总线进行数据交换。传感器控制器负责　驱动罔像传感器和ＡＤ正常Ｔ作，压缩原始敬字信　号然后把数字信号存储在ＳＤＲＡＭ中，每当一帧图　像存储完成后产生一个中断告诉ＣＰＵ一帧图像采　集完成，当ＣＰＵ收到中断信号后，通过以太网把一　

帧图像传到上位机进行存储显示或图像处理，控制　器开始下一帧图像采集。ＳＤＲＡＭ中有两块缓存负　责暂存图像数据，其中一块负责存储正在采集的图　像，另外一块缓存存储正在通过以太网传输的上一　帧图像。嵌入式系统和上位机之间应用以太网进行　命令和数据交换，以太网的应用极大地提高了图像　采集终端分布的灵活性，采集终端可以方便地通过　以太网和主机进行数据交换。系统的总体结构如　冈ｌ所示　、　

网像传感器　ＡＤ　

ＳＤＲＡＭ　存储器　

传感器　拧削器　处理器　

Ｎ１０Ｓ　１Ｉ　

ＳＤＲＡＭ　控制器　以太网　

控制器　

上位机　＾　ｔ　

网　

图１　嵌入式图像采集控制系统总体结构图　由于ＳＤＲＡＭ中有两块缓存，所以图像采集和　数据传输可以并行执行，这样提高了系统的工作效　率。当传感器控制器收到曝光指令后，即曝光时间　寄存器的地址信号（ＡＤＲＥＳＳ）、写信号（ＷＲＩＴＥ）、片　选（ＣＨＩＰＳＥＬＥＣＴ）均有效时，传感器进入曝光状态，　内部计数器开始计数，当计数器达到预定值后，传感　器曝光结束然后进人像素读取、压缩和数据存储状　态。当一副图像存储完成后，判断上一帧图像是否　通过以太网已经传输至上位机，若完成则产生图像　传输中断，告知ＣＰＵ进行下一帧图像传输。若上一　帧图像还没有传输完成则进入等待状态，直到传输　完成，图像采集系统可以进入下一帧曝光，如此循　环。系统的Ｔ作流程图如图２所示。　

图２　图像采集、存储工作流程图

合集下载

基于SOPC的红外图像采集系统设计

基于SOPC的红外图像采集系统设计赵江涛;胡辽林【期刊名称】《西安理工大学学报》【年(卷),期】2017(33)4【摘要】Due to the high real-time demand and a large amount of data for infrared image acquisition,the traditional infrared image acquisition system is more complex.The SOPC technology provides an effective solution to build an infrared image acquisition system with good real-time performance and simple structure.An infrared image acquisition system based on the SOPC technology is to realize the infrared image real-time acquisition with display desi gned,using the Nios Ⅱ softcore to connect with the various peripherals through the Avalon bus.The result shows that the system not only can fulfill the function of the infrared image acquisition in different light conditions,but also has a simple structure and flexible and efficient characteristics.%由于对红外图像采集的实时性要求高,数据量大,传统的红外图像采集系统都较为复杂.可编程片上系统(SOPC)的提出为构建实时性好、结构简单的红外图像采集系统提供了一种有效的解决方案.文中设计了一种基于SOPC技术的红外图像采集系统,采用Nios Ⅱ软核作为核心,通过Avalon 总线将其与各个外设连接起来,实现了对红外图像的实时采集和显示.实验结果表明该系统不仅能在不同的光线条件下完成红外图像采集的功能,还具有结构简单,灵活高效的特点.【总页数】5页(P481-485)【作者】赵江涛;胡辽林【作者单位】西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于SOPC嵌入式数字存储音频采集与回放系统设计 [J], 王海荣2.基于SOPC的多通道高精度同步数据采集系统设计 [J], 杨会伟;陈万顺;周先飞;丁金荣3.基于SOPC的8通道地震数据采集系统设计 [J], 孙富津;张林行;曹家铭;杜赫然4.基于SOPC的红外图像采集系统 [J], 沈永格;李范鸣;李争5.基于SOPC的现场总线多通道实时温度采集系统设计 [J], 王延年;邢雷;张帅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于SOPC双核的高速数据采集系统

基于SOPC双核的高速数据采集系统李柱;孟令军;彭晴晴;李鹏飞;于丽娜【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2011(038)007【摘要】利用SOPC双核技术开发了高速数据采集系统,采用无缝缓存技术和双核并行处理技术,实现对高速CCD相机下发的图像数据的采集存储,并通过FPGA内部的SOPC主控制器将存储的图像数据通过Ft245上传到上位机,经Matlab还原该数据得到的图像与原下发图像一致,具有较好的实用性.%Basing on the dual-core SOPC, a high-speed data acquisition system(DAS) was designed to capture the images from the CCD camera by making use of the seamless cache and dual-cored parallel processing,and then have them transferred to master computer via Ft245. Comparing the images restored with the originals proves the practicability of this design.【总页数】3页(P856-858)【作者】李柱;孟令军;彭晴晴;李鹏飞;于丽娜【作者单位】中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051【正文语种】中文【中图分类】TP274【相关文献】1.基于SOPC的高速数据采集系统的分析与设计 [J], 奚素霞2.基于SOPC的八路高速数据采集系统 [J], 尤庆伸;张持健;江明;陈航3.基于SOPC的高速数据采集系统设计 [J], 李文超;蒲南江;刘洋;李小虎;李晓雷4.基于SOPC的高速数据采集系统设计 [J], 李文超;蒲南江;刘洋;李小虎;李晓雷5.基于SOPC及IEEE1394的高速数据采集系统 [J], 袁子阳;陈晓敏;曹松因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于SOPC的切割机器人实时图像处理系统的研究

一
语言进行设计，设计完成后进行仿真验证，仿真无误后下载到ＦＧＰＡ芯片上进行调试，完成图像处理部分。３１速中值滤波算法的实现．快中值滤波作为一种非线性滤波技术能够有效地抑制脉冲噪声，解决相关的干扰问题，因此在图像处理中得到广泛的应用。但是大部分排序算法具有循环迭代结构和计算次数不确定性的缺陷，如何让优化算法适合于硬件的实现此时就显得尤为重要。假设３３窗口内的数值代表一个像灰度值。首先将每一列按照升ｘ序排序，然后取第一排的最大值、第二排的中值、三排的最小值，第最后取这三个值的中值，最终得到了这个３３窗口内像素的中值，ｘ排序方式
１前言．
工业中大型板材的现场切割要求实时性，切割机器人即是针对这
要求而设计的，对实际生产具有重要意义，同时也成为机器人技术发展的新领域。这种带有自主寻迹功能的机器人，过ＣＤ摄像头获取通Ｃ切割轨迹线，通过图像识别系统对切割线进行识别，获取切割参数，从而能够跟随引导轨迹进行运动，同时进行切割，割头可以根据切割并切材料的不同进行自动的调整，也可以切换切割头，方便于大型板材的平面切割，可以实现自动化，柔性化，实时化。如何快速提取切割线轨迹是目前移动切割机器人实时切割的关键技术问题。目前，最传统的图像处理方法是ＰＣ机的ＣＵ负责图像处理，ＣＰＰ的内存用于存储数据，由于图像处理的特点是数据量大，计算量大，非常耗时“ １。基于ＤＰ的图像处理系统图像采集和处理时必须辅以ＣＬＳＰＤ或ＦＧＰＡ做图像采集存储和外围时序逻辑控制，成本高，电路设计复杂。本文提出的基于ＳＰ技术在合理利用硬件资源的基础上，ＯＣ在单个芯片上既可以完成图像采集等复杂逻辑控制，又可以用内嵌的ＮｉｏＩｓＩ软核处理器完成对图像的处理和识别，电路设计简单，成本低。２系统基本组成和工作原理．基于ＳＰＯＣ的切割机器人实时图像处理系统主要由内嵌Ｎｏ软ｉｓＩＩ核的ＦＧ存储器和外设组成。外围设备和芯片包括ＣＤ摄像头、ＰＡ，Ｃ显示器以及片外ＳＡ和ＦＡＨ存储器、ＲＭＬＳ输入设备等。系统框图如图１

基于SOPC的实时图像处理系统设计

基于SOPC的实时图像处理系统设计许峥;李明;李成金;赵勋杰【期刊名称】《光电技术应用》【年(卷),期】2011(026)004【摘要】Based on SOPC （system on programmable chip）, the hardware and software designs of the image processing system are introduced. The controller IP cores of the CMOS image sensor and VGA display are designed to acquire and display the images respectively. The algorithm of the image edge detection based on the Sobel arithmetic operators is used by the Nios Ⅱ soft core. Using this system a good real-time performance can be obtained, and the software and hardware designs of image processing system are greatly simplified.%介绍了基于可编程片上系统（system on programmable chip，SOPC）技术的图像处理系统的软硬件设计，创建了CMOS图像传感器控制器IP核和VGA显示控制器IP核，实现了图像的采集和显示，并由NiosⅡ软核实现了基于Sobel算子的图像边缘检测算法。

采用此系统不仅可以获得良好的实时性，还能大大简化图像处理系统的软硬件设计。

【总页数】4页(P4-7)【作者】许峥;李明;李成金;赵勋杰【作者单位】苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州215006;苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州215006;苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州215006;苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州215006【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于SOPC的切割机器人实时图像处理系统的研究 [J], 潘增军;高春甫;王彬;王珍;詹卓斌;李伦2.一种面向实时图像处理应用的基于非共享存储的多DSP系统设计 [J], 余跃;孟庆东;李兆麟3.基于多DSP与FPGA的实时图像处理系统设计 [J], 银志军;刘强4.基于C6455DSP的消像旋实时图像处理系统设计 [J], 张海武;秦鹏;王岳;王义5.基于FPGA+DSP的实时图像处理系统设计与实现 [J], 罗戈亮;鲁新平;李吉成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于SOPC的运动目标图像检测系统设计

该算法模块采用ＶｒｏＤＬ编写，编写的过程中使用ｅｉｇＨｌ了ＮｉｓＩｏ处理器的定制指令（ＳＰｕｌｅ中定制）的功Ｉ在ＯＣＢｉｒｄ
能，它可以将比较复杂的标准指令序列简化为一个用硬件实
现的单一指令，从而简化了系统软件设计，缩短了开发周期，加快了系统运行速度。４、ＶＧＡ显示输出模块
Ｓｉａｏｅｓ＆ＳｙｔｇｎｌＰｒｃｓｓｅｍ
与系统
内部寄存器的设置，如曝光控制、亮度控制、对比度控制、
窗口大小设定、帧速率设定、输出格式等。图３为Ｏ６０与ＦＧ的接口示意图，其中Ｄ～９Ｖ５２ＰＡＯＤ：１数字图像数据输出；ＶＳＮＣ０位Ｙ：帧同步信号；ＨＥ：行ＲＦ同步信号；ＰＬＣＫ：象素时钟输出信号。
之间的高速数据传输，在ＤＭＡ传输期问，ＣＵ可并行处理Ｐ
其他事务，从而实现了数据传输的低开销或零开销。设计中采用１ｒｍｅｓｆａ／的频率截取视频图像，ＤＭＡ控制器每隔１将数据从ＦＦ控制接口的Ｒａｄｔ端写入ｓＩＯｅｄａａＳＡＭ，同时将ＦＦ中的第一帧图像送入ＲＢＹＤＲＩＯＧ／ＵＶ色彩空间变换模块，并将处理的数据暂存在ＳＡ内以完成后续ＲＭ工作。在运动检测算法中，由于视频数据中Ｙ分量（度）亮是运动检测最为敏感的分量，所以图像帧在进入运动检测模块之前先进行Ｒ／ＵＶ色彩空间变换，根据ＲＢＹＧＢＹＧ／ＵＶ色彩空间变换公式：Ｙ０９Ｒ＋．７＋．１Ｂ，提取其中的ｙ＝．９０８Ｇ０１４２５

基于SOPC的视频采集及传输系统的设计

采集和网络传输，双核并行协同工作，显著提高了工作效率．明了ＳＰ说ＯＣ系统的组成结构、设计流程、软件调
试和双核之间的共享与通信．本系统选择Ａｅａｈｒ提供的ＮＯＩ发板作为验证平台，ＩＳＩ开调试结果表明本视频采集及传输系统达到了设计要求，并有良好的图像质量和远程控制能力．
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｃｏｄｎｏｔｅｄｖｌｐｎｎｅｃｆｖｄｏｃｐｕｅａｄｔｎｍｉｓｎｓｓｅ，ｔｉｐｐｒｎｒｄｃｓａｃｒｉｇｔｅｅｏｍｅｔｅｄｎｙｏｉｅａｔｒｎｒｓｓｉｙｔｍｈｓａｅｔｏｕｅｈｔａｏｉ
ｎｗｉｏｃｐｕｒｎｎｅｎｅｒｎｍｉｓｏｙｔｍａｅｎｄａＯＳＩｏｏｅ．ＣＭＯＳｉｇｅｓｒ０Ｖ７４ｅｖｄｅａｔｅａｄＩｔｒｔｔａｓｓｉｎｓｓｅｂｓｄｏｕｌＮＩＩｓｆｃｒｓｔｍａｅｓｎｏ６０ｉｅｅｔｄａｈｅｏｈｐｉｈｅｉｎ．ＴｈＯＰＣｓｓｅｃｎｓｓｉｇｏａＯＳＩｏ．ｏｅｎｅｅａｔｐｅＳｓｌｃｅｓｔｅｓｎｓｒｃｉｎｔｅｄｓｇｅＳｙｔｍｏｉｔｎｆｄｕｌＮＩＩｓｆｃｒｓａｄｒｌｖｎ．ｔ
网络传输系统的实现方法．设计中传感器芯片选择的是ＣＯ图像．ＭＳ传感器Ｏ７４，２ＮＯ软核和相Ｖ６０由个ＩＳＩＩ
应外设构成的ＳＰＯＣ系统负责接收高速视频数据，缓存及打包进行网络传输，中２个ＮＯＩ其ＩＳＩ软核分别负责

基于SOPC技术的高速数据采集系统的设计

基于SOPC技术的高速数据采集系统的设计
胡向峰;王黎明
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2009(0)6
【摘要】提出了一种基于SOPC技术的高速数据采集和传输系统的解决方案.该系统通过在一片Altera公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片上配置Nios Ⅱ软核处理器、自定义的接口逻辑、传输模块和总线接口模块来实现其主要硬件电路,并利用软件集成开发工具IDE进行了系统软件设计.按该方法设计的数据采集系统,可以达到较高的数据采集速度和数据传输速度.由于采用了SOPC技术,该系统具有设计灵活、集成度高,以及较小的体积和较低的功耗等优点.
【总页数】4页(P62-65)
【关键词】嵌入式系统;数字采集;SOPC;FPGA;IP核
【作者】胡向峰;王黎明
【作者单位】中北大学信息与通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN492;TP391
【相关文献】
1.基于SOPC的高速数据采集系统的分析与设计 [J], 奚素霞
2.基于SOPC的高速数据采集系统设计 [J], 李文超;蒲南江;刘洋;李小虎;李晓雷
3.基于SOPC的高速数据采集系统设计 [J], 李文超;蒲南江;刘洋;李小虎;李晓雷
4.基于SOPC的高速数据采集系统研究与设计 [J], 马霖;蒋朝根
5.基于 SOPC 技术的嵌入式 Linux 数据采集系统设计 [J], 岳奇;赵建军;刘石山因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于SOPC技术的GigW接口X光图像采集系统

熬
Ｐ＆ＰＩＴＮ菇ＡｓＰ用｜ｒＡＬＩＳ＿Ｒ器ＡＴＣ应 ● Ｏ
【本文献信息】张小佩，吕卫，刘立，等．基于ＳＰＯＣ技术的ＧｇｉＥ接口Ｘ光图像采集系统［］电视技术，１，（５．Ｊ．２２３１）０６
基于ＳＰＯＣ技术的Ｇ，以实现高速数据传输 …。千网传输部分由ＳＰ难ＯＣ系统实现。ＳＰＯＣ系统如图１所示，兆以太网技术是近年来发展起来的高速传输技术，传输速其中ＮｏＰｉＩＣＵ是一个软核处理器，ｓＩ通过ＡａｎＭＭ总ｖｌ — ｏ
Ｘ —ｒｙＩｇｐｕｅＳｓｅｗｉｌＧｉａｉＥｈｒｅｎｅｆｃａｅｌＳａｍａｅＣａｔｒｙｔｍｔｇｂｔｔｅｎｔＩｔｒａｅＢｓｄＯｌＯＰＣＴｅｈｉｕｌｃｎｑｅ
ＺＡｉｏｅ，０Ｗｅ，Ｉｉ，ＩｉｇｉｇＨＮＧＸａｐｉＬｉＬＵＬＬＵＱｎｑｎ
（．ｎｔｔｏＶｎｍｇＩｏａｏ；ＳｈｏｏＥｅｒｉＩｏａｏｎｉｅｎ，ａｊｎｅｉ，ｉｆ０７，ｈａａＩｉｅｆＴａｄＩａｅｎｒｔｎｂｃｌｌｔｎｎｒｔｎＥｇｎｒｇＴｎｎＵｉｒｔＴｎｎ００２Ｃｉ）ｓｔｕｆｍｉ．ｏｆｃｏｃｆｍｉｅｉｉｉｖｓｙａ３ｉｎ
容易地集成于各种系统。因此该设计选择千兆以太网千兆以太网ＭＣ来使用，片外千兆以太网ＰＹ芯片Ａ和Ｈ技术来实现电路系统与计算机之间的高速数据传输。
８Ｅ１１８ｌ１一起实现千兆以太网接口。ＥｈｒｅＰｃｅＧｎｔｅｔａｋｔｅ－ｎ

基于SoPC的高速图像采集模块的设计

基于SoPC的高速图像采集模块的设计袁海林【摘要】研究了一种基于SoPC技术的嵌入式高速图像采集控制模块的设计方案.该模块通过在FPGA芯片上配置Nios Ⅱ软核处理器和相关的接口模块来实现其主要硬件电路,并结合系统的软件设计来控制高速多功能视频解码芯片ADV 7181和SDRAM.实现了图像的高速A/D转换、存储等功能.由于采用SoPC和DMA控制技术,该模块具有设计灵活、图像采集速度快和扩展性好等优点.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)016【总页数】3页(P41-43)【关键词】嵌入式系统;SoPC;Nios Ⅱ;图像采集;DMA【作者】袁海林【作者单位】湖北民族学院,湖北,恩施,445000【正文语种】中文【中图分类】TP391数字图像处理技术在电子通信和信息处理领域的应用十分广泛。

而如何实现数字图像的高速采集是数字图像处理一个关键技术。

本文利用现代电子设计的最新技术----SoPC技术设计了一个嵌入式高速图像采集控制模块。

SoPC( System on Programmable Chip)技术是SoC(System on Chip)技术和电子设计自动化技术相结合的一种全新的嵌入式系统设计技术。

他可以将处理器、存储器、I/O接口、硬件协处理器和普通的用户逻辑等功能模块都集成到一个FPGA 芯片里,构建一个可编程的片上系统[1] 。

本文利用该技术在FPGA芯片上配置Nios Ⅱ软核处理器和相关的接口模块来实现系统的主要硬件电路,并结合系统的软件设计来控制高速多功能视频解码芯片ADV 7181和SDRAM。

实现了图像的高速A/D转换、存储等功能。

由于采用了高速嵌入式Nios Ⅱ软核处理器，并且采用了DMA控制下的FIFO和SDRAM之间的直接数据传输模式，使得该模块具有设计灵活、扩展性好和图像采集速度快等优点[2]。

1 采集模块的结构及工作原理采集模块的硬件结构如图1所示。

基于SOPC的数据采集系统设计

３ＦＧＰＡ系统硬件设计
Ｘｉｎｌｘ公司ＥＫ（入式开发套件）的ＸＰｉＤ嵌Ｓ（台工作室）的系统组建面板以展开式的树和表平
形式显示所有硬件平台Ｉ实例，因此用户可以方便Ｐ
地查看自己的嵌入式设计。在此面板中可以对Ｉ元Ｐ
言，在芯片内部设计硬件控制系统；利用ＥＫ（Ｄ嵌入式开发套件１为特定硬件配置自动生成的软件包结合Ｃ语言．设计基于Ｍｉｒｂａｅ处理器的软件ｃｏｌｚ
控制程序。
Ｘｌｘ公司的ＦＧｉｎｉＰＡ器件是基于ＳＡＲＭ的内部结构，掉电后ＦＧ的内部逻辑丢失，因此外部需ＰＡ要一个配置芯片在每次上电时可以将配置数据加
专用兀葫仟
ｄｉＯ３６／ｉｎ１６－７５２１．５０７ｏ：．９９ｊｓ．５３４９．１０。０ｌ．ｓ０
基于ＳＰＯＯ的数据采集系统设计
常璐
００５）３０１（中北大学信息探测与处理技术研究所，山西太原
大地节省了ＣＵ资源。Ｐ
ｆ１ＦＡＨ读写控制逻辑：主要实现ＫＸＧ８４ＬＳ９Ｘ０ＵＡ系列的ＮＮｌｓＸＡＤＦａｈ存储器的读写时序，完成
对ＦＡＨ的操作。ＬＳ在ＳＰ硬件系统设计过程中用户Ｉ核的设计ＯＣＰ
发送缓冲区，可以进行数据的大吞吐量操作。通

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。