基于FPGA和多DSP的輪對(duì)圖像傳輸與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，列車行駛的安全問題日益重要。輪對(duì)作為車輛的走行部件，對(duì)輪對(duì)磨耗狀況的在線檢測(cè)是保證車輛行駛安全的一項(xiàng)重要措施。而針對(duì)檢測(cè)中圖像處理數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn)，如何在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量采集圖像數(shù)據(jù)的傳輸與處理，是亟待解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。在基于CCD光電檢測(cè)方法的輪對(duì)磨耗在線檢測(cè)系統(tǒng)中圖像傳輸與處理的實(shí)時(shí)性是影響檢測(cè)效率的重要因素。文章研究的基于FPGA+多DSP的輪對(duì)圖像傳輸與處理方案對(duì)提高輪對(duì)磨耗在線檢測(cè)

2、效率有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文主要內(nèi)容有：
　?。?）性能指標(biāo)的分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本文提出實(shí)現(xiàn)車輛在5~120km/h運(yùn)行速度下的輪對(duì)實(shí)時(shí)檢測(cè)任務(wù)，所有數(shù)據(jù)傳輸與處理在過車后1分鐘內(nèi)完成，根據(jù)該指標(biāo)提出了FPGA+多DSP的輪對(duì)圖像傳輸與處理方案，設(shè)計(jì)的輪對(duì)磨耗在線檢測(cè)系統(tǒng)主要由圖像高速采集、圖像傳輸與處理三個(gè)模塊組成，本文重點(diǎn)研究的是圖像傳輸與處理模塊，對(duì)傳輸與處理模塊設(shè)計(jì)展開研究工作。
　　（2）基于FPGA+多D

3、SP的輪對(duì)圖像傳輸與處理硬件電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了多路輪對(duì)圖像傳輸與處理的硬件架構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)分成圖像采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、FPGA邏輯控制模塊和DSP數(shù)據(jù)處理模塊。介紹了TCP/IP協(xié)議棧的層次結(jié)構(gòu)，完成基于硬件協(xié)議棧芯片W5300的以太網(wǎng)功能模塊設(shè)計(jì)；對(duì)FPGA與DSP之間的數(shù)據(jù)接口電路以及外擴(kuò)的SDRAM和FLASH存儲(chǔ)器接口進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并完成了整個(gè)系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建。
　?。?）基于FPGA+多DSP的輪對(duì)圖像傳輸與處理軟件程

4、序設(shè)計(jì)，多路輪對(duì)圖像傳輸與處理系統(tǒng)的總體軟件流程實(shí)現(xiàn)，深入研究了以太網(wǎng)接口的硬件控制邏輯，設(shè)計(jì)了SDRAM控制模塊，由緩沖FIFO和SDRAM控制器組成；對(duì)CPLD的邏輯編寫以及FPGA與多DSP之間的數(shù)據(jù)通信過程做了詳細(xì)設(shè)計(jì)；同時(shí)完成了上位機(jī)測(cè)試軟件的編碼工作，以方便對(duì)系統(tǒng)整體功能進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
　?。?）對(duì)系統(tǒng)硬件電路的各個(gè)模塊進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，主要包括以太網(wǎng)接口模塊、電源電路、SDRAM存儲(chǔ)器以及DSP與FPGA的數(shù)據(jù)通信接口模