基于FPGA的高性能视频信号采集系统设计与实现
2012-08-15徐国强
网络安全与数据管理 2012年6期
徐国强,张 萌
(江苏自动化研究所,江苏 连云港222006)
近年来,伴随着计算机技术、图像处理技术、网络技术和多媒体技术的发展普及,兴起了数字化视频处理的浪潮。随着数字图像处理技术和数字电路技术的发展,利用高性能处理器实现数字视频信号采集与显示系统已成为现实[1]。数字视频信号采集与处理系统符合信息产业的未来发展趋势,蕴含着巨大的商机和经济效益。
由于FPGA本身功能强大,使模块具备良好的可扩展性,可以在不修改硬件设计的情况下通过修改FPGA逻辑,提供更加丰富的功能[2]。
本文采用Xilinx公司的FPGA与一些外围器件实现一种数字视频信号采集模块。介绍了FPGA逻辑的实现、驱动程序开发的过程以及模块的调试记录与经验。
1 设计原理
系统主要由ADC模块、时钟电路模块、存储模块、接口模块以及可编程逻辑控制模块组成,系统总体框图如图1所示。
系统由PMC连接器供电,完成64 bit、66 MHz或者32 bit、33 MHz PCI数据通信;系统由两路A/D采集器、时钟电路、SDRAM存储器、Flash存储器和PMC接口电路实现。FPGA是整个模块的核心,所有信号围绕FPGA输入输出。来自系统的复位信号和手动复位一起作为FPGA的复位源。电源经过转换模块转换以后,提供给FPGA使用。FPGA时钟信号本板产生。模块上设置了JTAG接口和E2PROM接口。PCI接口采用PMC规范接口。

2 实现方法
2.1 器件选型
设计通信接口模块时,为了提高设计的集成度以及灵活性,采用FPGA来实现。FPGA实现功能包括:PMC接口、中断以及控制寄存器、2路模数转换接口、外部存储器接口。因此要选用资源丰富、速度较快、RAM容量较大的FPGA。……
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