波前處理機是自適應光學系統(tǒng)中實時信號處理和運算的核心,隨著自適應光學系統(tǒng)得發(fā)展,波前傳感器的采樣頻率越來越高,這就要求波前處理機必須有更強的數(shù)據(jù)處理能力以保證系統(tǒng)的實時性。在整個波前處理機的工作流程中,對CCD傳來的實時圖像數(shù)據(jù)進行實時處理是第一步,也是十分重要的一步。如果不能保證圖像處理的實時性,那么后續(xù)的處理過程都無從談起。因此,研制高性能的圖像處理平臺,對波前處理機性能的提高具有十分重要的意義。 論文介紹了本研究課題的背景以及國內外圖像處理技術的應用和發(fā)展狀況,接著介紹了傳統(tǒng)的專用和通用圖像處理系統(tǒng)的結構、特點和模型,并通過分析DSP芯片以及DSP系統(tǒng)的特點,提出了基于DSP和FPGA芯片的實時圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)基于PC機模式的圖像處理系統(tǒng),發(fā)揮了DSP和FPGA兩者的優(yōu)勢,能更好地提高圖像處理系統(tǒng)實時性能,同時也最大可能地降低成本。 論文根據(jù)圖像處理系統(tǒng)的設計目的、應用需求確定了器件的選型。介紹了主要的器件,接著從系統(tǒng)架構、邏輯結構、硬件各功能模塊組成等方面詳細介紹了DSP+FPGA圖像處理系統(tǒng)硬件設計,并分析了包括各種參數(shù)指標選擇、連接方式在內的具體設計方法以及應該注意的問題。 論文在闡述傳輸線理論的基礎上,在制作PCB電路板的過程中,針對高速電路設計中易出現(xiàn)的問題,詳細分析了高速PCB設計中的信號完整性問題,包括反射、串擾等,說明了高速PCB的信號完整性、電源完整性和電磁兼容性問題及其解決方法,進行了一定的理論和技術探討和研究。 論文還介紹了基于FPGA的邏輯設計,包括了圖像采集模塊的工作原理、設計方案和SDRAM控制器的設計,介紹了SDRAM的基本操作和工作時序,重點闡述系統(tǒng)中可編程器件內部模塊化SDRAM控制器的設計及仿真結果。 論文最后描述了硬件系統(tǒng)的測試及調試流程,并給出了部分的調試結果。 該系統(tǒng)主要優(yōu)點有:實時性、高速性。硬件設計的執(zhí)行速度,在高速DSP和FPGA中實現(xiàn)信號處理算法程序,保證了系統(tǒng)實時性的實現(xiàn);性價比高。自行研究設計的電路及硬件系統(tǒng)比較好的解決了高速實時圖像處理的需求。
標簽:
DSPFPGA
圖像處理
電路板
硬件設計
上傳時間:
2013-04-24
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