高速圖像數(shù)據(jù)實時存儲與顯示關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在航空航天測試中，高頻幀、高分辨率圖像傳感器被廣泛應(yīng)用于獲取高清晰、高分辨率圖像。這些高性能成像設(shè)備的使用，將在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的圖像數(shù)據(jù)，對存儲測試系統(tǒng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的大容量、高存儲速度、低功耗、高靈活性以及高可靠性存儲需求，本文致力于研究一種高速圖像數(shù)據(jù)實時存儲與顯示設(shè)備，并對其中的三項關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究。
　　本文首先提出了通用化的高速大容量數(shù)據(jù)存儲方案，利用大容量的NAND Flash芯片組成存儲陣列

2、，通過流水線操作與位擴展操作，實現(xiàn)輸入的圖像數(shù)據(jù)的可持續(xù)性高速存儲。設(shè)計采用在FPGA內(nèi)部構(gòu)建一種基于二級緩存機制的雙流水線并行工作模式，充分發(fā)揮每一個NAND Flash芯片的存儲性能以實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的持續(xù)高速存儲。并針對Flash存儲陣列的特點，提出了兩種各有優(yōu)勢的無效塊管理方案。采用了芯片廠家推薦的ECC糾錯算法，對Flash芯片中的誤碼進行糾正，實現(xiàn)了高吞吐率下數(shù)據(jù)的可靠存儲。其次，利用FPGA內(nèi)部的大容量塊RAM資源實現(xiàn)一幀圖像

3、數(shù)據(jù)中最大值與最小值的查詢，然后調(diào)用IP核完成乘法和除法運算，最終實現(xiàn)16位灰度圖像到8位灰度圖像的轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)VGA顯示要求。并采用FPGA構(gòu)建了VGA顯示時序，通過對ADV7123的控制，實現(xiàn)輸入圖像數(shù)據(jù)的實時顯示。最后，針對FPGA內(nèi)部復(fù)雜邏輯時序造成的時序穩(wěn)定性問題，研究了利用FPGA內(nèi)部存儲資源，構(gòu)建高穩(wěn)定、低功耗有限狀態(tài)機程序的方法。采用這種設(shè)計方法大幅減小FPGA內(nèi)部的邏輯資源、布線資源的使用，從而達到減小功耗，提升系統(tǒng)的