基于FPGA的高速圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著FPGA芯片和圖像采集技術(shù)的發(fā)展，基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為圖像處理的最新趨勢，面對此種新型的采集技術(shù)，如何快速得接收采集到的數(shù)據(jù)并將其盡快緩存處理成為此領(lǐng)域中的一個新難題。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)信息進行處理，從而遴選出有效信息進行數(shù)據(jù)的后期處理，現(xiàn)今圖像采集技術(shù)應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域，例如監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭，移動通信3G中的圖像采集、電視會議等等。
　　數(shù)據(jù)采集的效率將直接影響到我們能否及時、準確地處理圖像信息。

2、目前傳統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)采集技術(shù)，大多是采集與存儲器件分離，把采集的后期的工作交給計算機來完成，比較普遍的有計算機處理方式和專用芯片方式。這兩種圖像采集方式在處理高速圖像數(shù)據(jù)時，由于圖像數(shù)據(jù)信息量大，頻率高、存儲器件容量有限，容易出現(xiàn)處理速度難以提高，系統(tǒng)延時大等問題，本文針對上述問題，所做的主要工作包括:
　　1.設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案
　　針對現(xiàn)在圖像處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的幾個比較突出的問題，利用FPGA技術(shù)中硬件可編程，研發(fā)

3、周期短，頻率高等特點，設(shè)計了一個以FPGA為主控制芯片的高速圖像采集系統(tǒng)，并對其中主要的工作芯片進行了研究設(shè)計。
　　2.設(shè)計系統(tǒng)中重要電路的電路原理圖以及實現(xiàn)PCB制圖
　　系統(tǒng)的正常運行需要電路的支持，本文著重設(shè)計了系統(tǒng)中必要的電源電路、復(fù)位電路、外圍接口電路、時鐘電路以及配置電路，給出了各個電路的電路原理圖，并對系統(tǒng)電路進行了PCB設(shè)計。
　　3.對系統(tǒng)中主要控制模塊進行編程設(shè)計
　　系統(tǒng)中各個接口電路的控

4、制都需要用軟件來進行控制，系統(tǒng)的軟件邏輯設(shè)計是高速圖像采集存儲系統(tǒng)的關(guān)鍵，詳細介紹了系統(tǒng)中用到的各個模塊的作用、原理，并用Verilog進行了實現(xiàn)，其中對特別重要的存儲模塊進行了詳細的介紹。
　　4.對設(shè)計的高速圖像采集系統(tǒng)分模塊進行仿真
　　對設(shè)計的各個控制模塊其進行功能仿真，看其是否滿足系統(tǒng)的邏輯要求，在功能仿真完成系統(tǒng)器件的布局布線后再進行時序仿真，驗證系統(tǒng)中各個模塊的建立時間、保持時間及走線延時是否滿足高速圖像系統(tǒng)的