基于ARM和FPGA的圖像處理系統(tǒng)研究.pdf

1、數(shù)字圖像處理是目前信息科學(xué)中最熱門，也是發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，有著廣泛的應(yīng)用。ARM作為優(yōu)秀的32位RISC處理器，有很強(qiáng)的控制能力及豐富的接口。FPGA是目前低成本圖像應(yīng)用首選的硬件平臺(tái)，有處理速度快及可靈活配置等特點(diǎn)。本論文所研究的系統(tǒng)將上述三個(gè)方面的技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，建立一個(gè)ARM+FPGA的硬件平臺(tái)，完成簡(jiǎn)單的圖像處理應(yīng)用，該平臺(tái)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。 本論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，ARM選用三星公司的S3C2410X，

2、作為主控制器，負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)和圖像處理命令的調(diào)度及圖像處理流程的控制；FPGA選用Altera公司的EP2C5，作為協(xié)處理器，負(fù)責(zé)圖像命令解釋與圖像處理顯示。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了ARM與FPGA的接口，將FPGA作為ARM的外設(shè)，掛接到ARM總線上，并映射到ARM的存儲(chǔ)空間，使得ARM能夠?qū)D像數(shù)據(jù)和自定義的圖像命令發(fā)送給FPGA進(jìn)行處理。另外，F(xiàn)PGA中集成了多個(gè)不同的模塊，包括有：SDRAM控制器，用于實(shí)現(xiàn)SDRAM中圖像數(shù)據(jù)和圖像處理命令的

3、存取操作；VGA控制器，用于實(shí)現(xiàn)圖像的VGA輸出控制(需經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換)；圖像命令解釋處理器，用于實(shí)現(xiàn)圖像命令的解釋與圖像處理。上述FPGA內(nèi)部模塊均實(shí)現(xiàn)了WISHBONE片上總線標(biāo)準(zhǔn)接口，并通過WISHBONE共享總線方式實(shí)現(xiàn)互連。目前，本論文所開發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)完成了ARM+FPGA電路板的設(shè)計(jì)，加工與測(cè)試；FPGA的片內(nèi)系統(tǒng)在第三方仿真軟件Modelsim上進(jìn)行了仿真，功能正確，并在Altera公司的開發(fā)環(huán)境Quartus Ⅱ上進(jìn)行了