张挺飞，樊永生，孙凌云

(中北大学电子与计算机科学技术学院，山西 太原 030051)

随着科学技术的快速发展，推近了城市现代化的进程，智能门控系统的应用越来越广泛，如电梯、商场、酒店等。目前大多数门控系统采用光电控制的方式，但在控制的范围和灵敏度上都存在缺陷。随着图像处理技术的迅猛发展，使得基于图像识别的控制系统成为现实［1－10］。本文提出了基于FPGA+ARM的智能图像门控系统，相比于单处理器的图像控制系统，具有实时性好、图像算法实现简单、扩展性强等优点。

1 系统设计方案

摄像头选用OmniVision公司生产的OV6620数字摄像头，内置2个8位高速A/D转换器，分辨力为356×292。SRAM选用CYPRESS公司的CY62146EV30LL静态RAM芯片，容量为256 kbyte×16。

系统采用FPGA+ARM构架，完成数据采集存储、图像预处理、数据传输和图像处理，如图1所示。首先通过I2C总线对OV6620内部寄存器参数进行配置，数据输出模式设置为GRB 4∶2∶2，摄像头开始工作后，首先经过74LVT16245电平转换芯片将5 V电压转换为FPGA I/O口的3.3 V，然后FPGA对接收到的图像信号进行灰度值预处理，采用2块SRAM乒乓操作实时存储处理后数据，最后通过ARM总线将图像发送给ARM进行实时处理，根据结果对门进行控制。

图1 图像采集存储处理流程图

2 门控系统硬件结构

2.1 FPGA控制模块的设计

设计选用Xilinx公司的V2pro开发板，采用XC2VP30处理器，有30816个逻辑单元，136个18位的乘法器，2448 kbit的Block RAM和2个Power PC，完全满足系统硬件需求。FPGA硬件工作流程如图2所示。

1)图像经过电平转换芯片74LVT16245转换为3.3 V电压后，写入FPGA内部FIFO中。

2)FIFO深度设置为1024，位宽16位，当FIFO出现半满信号时，读取512个数据，然后等待下一次半满信号，以此循环。……