基于ARM和FPGA的红外系统数据交换驱动设计
2014-12-02王小平
王小平,吴 伟
(1.重庆城市管理职业学院,重庆401331;2.重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室,重庆400065)
责任编辑:薛 京
红外辐射测温技术作为一种非接触温度测量方法,广泛应用于军事和民用领域。红外成像仪通过该技术将温度的差异转换成实时的视频显示在监视器上[1]。它能全天24 h工作,即使在最黑的夜晚、浓雾、下雪和烟雾条件下也能进行观看,它能快速探测所存在的威胁并快速做出反应以保护人员、财产和基础设施的安全。同时,本文关于数据采集的方法具有一般性,在电视信号的数字化、视频监控、交互式网络电视数据采集等方面都具有广泛的应用。
1 系统设计整体架构
本文主要介绍一种基于ARM(Advanced RISC Machines)和FPGA(Field Programmable Gata Array)的红外监控系统。ARM模块实现对各个单元模块的初始化、控制和管理,FPGA模块为前端图像采集模块提供驱动时序,对图像数据进行处理,为ARM系统进行数据交互。本系统FPGA芯片选用ACTEL公司推出的ProASIC3系列芯片,它具有百万系统门,采用1.2 V直流电压供电,0.5 nm COMS工艺[2];ARM处理芯片选用SAMSUNG公司推出的16/32位RISC微处理器S3C2440A,功耗低、外围接口丰富,具有32根地址线,支持4 Gbyte存储空间。设计时充分利用ARM易操控性和FPGA处理数据的并行性。
系统中FPGA模块首先为前端图像数据采集模块提供时序控制,将输出的模拟图像信号通过模数转化变为数字信号,为弥补探测器硬件的缺陷,FPGA对图像数据进行盲元补偿、非均匀性校正、滤波等算法处理,通过乒乓的操作方式,对数据进行内存映射,将数据通过4路FIFO缓存到SRAM内,当采集一帧数据后向ARM模块发出中断信号。……
