基于NiosⅡ的視頻采集系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像及視頻技術(shù)已廣泛應(yīng)用在安防監(jiān)控、工業(yè)檢測、消費電子及智能交通等領(lǐng)域。而如何實現(xiàn)數(shù)字圖像的高速采集是數(shù)字圖像處理一個關(guān)鍵技術(shù)。本文設(shè)計了基于NiosⅡ處理器的視頻圖像采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)以NiosⅡ處理器為核心，結(jié)合豐富的IP內(nèi)核，在單片F(xiàn)PGA芯片上實現(xiàn)了視頻的高速采集和顯示功能。
　　 本文首先對現(xiàn)有方案進行分析比較，然后提出了本系統(tǒng)的設(shè)計方案，重點分析了視頻圖像采集系統(tǒng)的總體架構(gòu)及其

2、實現(xiàn)原理。簡要介紹了系統(tǒng)的各組成部分，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求完成了芯片的選型。
　　 接著，對CMOS控制器和LCD控制器的設(shè)計做了詳細的論述。CMOS控制器控制攝像頭完成圖像的采集和處理，并將處理后的數(shù)據(jù)存入SDRAM中。對于該模塊，首先采用Verilog語言模擬I2C總線時序以實現(xiàn)對攝像頭的初始化配置，然后控制攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)。隨后對采集得到的數(shù)據(jù)進行色彩空間轉(zhuǎn)換以供后續(xù)LCD顯示。而為了提高圖像的顯示質(zhì)量，對轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)

3、進行了中值濾波處理。最后將CMOS控制器添加Avalon接口以完成IP核的封裝。
　　 LCD控制器所實現(xiàn)的功能就是驅(qū)動液晶屏以顯示采集到的圖像。對于陔模塊，主要完成了時序控制模塊的編寫，DMA控制器將SDRAM中的數(shù)據(jù)讀到FIFO緩存中，然后經(jīng)過時序控制模塊再將FIFO中的數(shù)據(jù)讀出顯示到LCD液晶屏上。在各個模塊設(shè)計完畢之后，在SOPC Builder環(huán)境下對所需的IP核進行配置以得到系統(tǒng)的項層電路。
　　 隨后，在N

4、iosⅡ IDE環(huán)境下采用C語言完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計和調(diào)試，主要包括了系統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)兩個部分。驅(qū)動程序直接和底層硬件的宏定義打交道，NiosⅡ處理器通過驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)刈控制器進行操作。對于系統(tǒng)應(yīng)用程序，本文采用了同步設(shè)計以避免CMOS和LCD接口同時訪問SDRAM時所產(chǎn)生的讀寫沖突。本設(shè)計對LCD接口傳輸賦予了優(yōu)先權(quán)，只有當LCD的DMA傳輸結(jié)束時CMOS的DMA傳輸才能開始進行。
　　 最后，對全文進行了總結(jié)