基于TS201的圖像信息處理機(jī)硬件設(shè)計(jì).pdf

1、在圖像處理及通信、雷達(dá)等實(shí)時(shí)信號(hào)處理領(lǐng)域中，實(shí)時(shí)圖像信息處理不僅運(yùn)算量大，數(shù)據(jù)吞吐量也很大，需要較大的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍和數(shù)據(jù)精度，對(duì)處理單元的輸入輸出速度和處理機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的通信能力都有很高的要求。為便于進(jìn)行算法升級(jí)，對(duì)系統(tǒng)的可重構(gòu)性和可擴(kuò)展性要求高，即需要構(gòu)造一個(gè)通用實(shí)時(shí)并行圖像信息處理平臺(tái)。 本文在學(xué)習(xí)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，仔細(xì)對(duì)DSP、FPGA芯片和CPCI橋接方案進(jìn)行選擇，提出了“雙FPGA+雙DSP簇+CPCI”的圖像信息

2、處理機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：選用兩簇共4片ADI公司高性能的TigerSHARC系列DSP芯片ADSP TS201作為算法的核心處理單元；選用2片Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA芯片XC5VLX110T作為底層算法處理和接口控制的核心，實(shí)現(xiàn)可配置的系統(tǒng)架構(gòu)，并充分利用TigerSHARC提供超高的處理性能和I/O帶寬；選用高速CPCI總線作為圖像信息處理機(jī)與主機(jī)的通訊橋梁。 文中給出了圖像信息處理機(jī)的原理圖設(shè)計(jì)，該電路基于6U

3、電路板，TS201與FPGA之間通過共享總線接口和鏈路口兩種方式互連，系統(tǒng)擁有大容量的DDR和DDR2 SDRAM存儲(chǔ)器，包含LVDS、SRIO、SATA等高速通信接口。 文中對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中遇到的信號(hào)完整性問題進(jìn)行了分析，使用Si9000進(jìn)行PCB疊層設(shè)計(jì)和阻抗控制，著重對(duì)DDR2和LVDS的布線設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行了討論，并使用HyperLynx7.7分別給出了PCB的后仿真驗(yàn)證，還給出了背板連接器的選擇與分配，最終完成了PCB設(shè)計(jì)