杨少东 覃琴

【摘要】给出了一种嵌入式机器视觉软硬件设计方案，该装置以FPGA为核心，使用EDA工具设计了相应电路板及其软件。硬件上重点介绍了系统硬件设计方案、布线工具及其技巧;软件上重点介绍了视频的解码处理和Sobel算法在FPGA上的实现及其显示。测试结果表明，该平台足以实现特定的机器视觉算法，具有精简、小体积、低成本、高性能和兼容性等优点。

【关键词】FPGA;布局布线;边缘检测算法;机器视觉

1.引言

随着图像处理技术的不断发展，机器通过视觉感知外界信息并进行决策、判断的机器视觉应用已经在我们的生活中越来越普遍。然而，传统PC平台的便携性以及成本的问题严重的制约了其在生活中的应用。着眼于此，探讨实现一个紧凑型嵌入式的机器视觉解决方案，设计了小型的FPGA的图像处理的硬件平台，并将机器视觉中的边缘识别算法在其中实现，通过摄像机对外界的边缘信息进行感知。

2.系统硬件设计

系统硬件结构图如图1所示，图中所示为本文所设计的嵌入式边缘检测系统的硬件结构图。FPGA芯片选用了altera 公司的EP4CE6E 22C8N，其具有6272个逻辑资源、276280Bit内置SRAM、30个9bit嵌入式乘法器，为高速并行数字信号处理打下了基础。另外，EP4CE6E22C8N芯片具有92个用户IO，可自由分配其功能及其与外部电路的连接，具有较好的I/O能力。

图1 系统硬件结构图

2.1 视频解码电路

由于PAL信号为模拟信号，FPGA无法独立完成PAL制式视频的解调，但是可以依托于专用的PAL解码芯片。本设计中选取了ADI的ADV7180，其可……