基于SOPC的便携式智能图像采集系统设计.pdf

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基于SOPC的便携式智能图像采集系统设计冰systemFPGA．The言2系统结构及工作原理仪器仪表学报imageSOPCpower1引胡志海，王德君，赵巧云，朱巧智DesignofportableintelligentacquisitionbasedDejun，Zhaoanddetec--proposedexpansibility．acquisition；SDRAM限，嵌入式图像采集很难实现高速稳定的采集，所以有必要根据需求有选择性的对外景图像进行数据采集。系统可编程技术，SOPC基于FPGA芯片，将处理器、存储器、I／O口等模块集成在一起，完成整个系统的主要逻辑功能，具有设计灵活、可剪裁、可扩充、可升级及软硬件在系统可编程的功能ll】。由于SOPC平台可以拥有微处理器系统丰富的软件资源和出色的人机交互能力，同时又具备FPGA系统的快速硬件逻辑特性，实现了软件系统和硬件系统的互补，因此发展前景非常广阔，被本文试图设计一种基于SOPC的智能图像采集系统，使其能够应用于低成本、低功耗的微型嵌入式图像像采集系统设计大多只是把采集的数据缓冲在SDRAM或SRAM中【2j，有些文献则进一步提出将缓存后数据直接通过并口传输给主控芯片【3l，有的方案则是由USB接口141或以太网【51接口输出主机，另外有的文献则提出直接将数据存储到CF卡陋1或硬盘【71中，而在本文中则是把采集的图像数据以文件形式存储到SD卡中。另外本文还算法，并和图像采集、存储接口电路集成在同一FPGA芯片中。本文将就这一图像采集系统的结构、工作原理本系统选用的FPGA芯片是Almra公司CycloneII系000个逻辑单元、672个引第31卷第2期2010年2月(大连理工大学电子与信息工程学院大连116024)摘要：提出一种基于SOPC技术的便携式智能图像采集系统的解决方案。该采集系统通过在单片FleA上配置的采集控制电路和新型运动检测电路，可以实时捕捉外界场景运动变化，实现无人值守情况下有选择的保存数据。该系统具有体积小、功耗低、设计灵活、可扩展性好等特点。关键词：运动检测；FPGA：图像采集；SDRAM中图分类号：TP2文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．10Zhihai，WangQiaoyun，ZhuQiaozhiofElectronicandInformationofTechnology,Dalianmovementfromtimeimagestheimplementedsmalldissipation，asasKeywords．motiondetection；FPGA：image由于嵌入式系统的处理、传输和存储数据的资源有SOPC是近几年兴起的一种用于嵌入式开发的片上认为是未来嵌入式系统发展的方向。监控系统，以期在更多适合的应用场合替代传统基于PC的图像监控方案。在已见文献报道中，基于SOPC的图提出了一种新的适合在FPGA硬件实现的快速动体检测以及系统设计等加以介绍。列的EP2C35。该芯片具有35Joumalon(School116024,China)Abstract：Asolutionfortechnologyispresentedinthispaper．Thecapablecapturingrealunattendedselectivestorageavailableviacontrolcircuitnew·-stylemotiontionlogichascharacteristicssizelowwellhighdesignflexibility收稿日期：2008-11·基金项目：大连市rr教师专项基金资助项目ChineseScientificInstrument、，01．31No．2Fbb．2010HuEngineering,DalianUniversityDaw：2008-11sceneoneReceived
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—蹴lD公篙一l馏l：R二T．—忑赢磊diagram3系统模块设计脚、475个用户自定义I，0接口、35个嵌入式乘法器和的130万像素的CIS(CMOS图像传感器，分辨率为640×buffer)每次将相邻两帧图像数据写入SDRAM，然后比较这两帧图像的差值，如果差值大于设定的阈值，就认为检测到了外界场景的运动，系统会自动将捕获的图像输目前嵌入式采集系统大多仍采用模拟摄像头，再经过A／D转换得到数字图像信号。而相比较而言，CMOS图像传感器能够直接输出数字信号，而且以其体积小、在本设计中采用130万像素的CMOS图像传感器，其输出图像品质已相当接近CCD感应器，MT9M011芯片内(本设计采用25(UNE_VALID)、场有效信号(FRAME_VALID)和像素clock)依照时序关系一同发出。MT9MOI