基于機(jī)器視覺的嵌入式高速圖像通信系統(tǒng)設(shè)計

1 引言
隨著現(xiàn)代的圖形采集技術(shù)發(fā)展迅速，各種基于ISA，PCI，USB1.1等總線的圖形采集卡速度已經(jīng)不能滿足用戶的需求，而采用 USB2.0以后就可以解決這個傳輸速度上的瓶頸，USB2.0的速度是480Mbits/s，完全可以滿足圖像采集、傳輸以及后續(xù)處理的要求。系統(tǒng)中采用 DSP+CPLD的硬件設(shè)計方案，采用現(xiàn)場可編程芯片 CPLD及兩片 SRAM構(gòu)成的圖像采集和存儲系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行現(xiàn)場編程，具有通用性好、價格相對便宜，易于系統(tǒng)調(diào)試，升級等特點(diǎn)。系統(tǒng)中 CPLD選擇的型號是 ALTERA公司的MAX7000系列低功耗芯片EPM7128A。片外大容量 SRAM是DSP與 CPLD的聯(lián)系橋梁，系統(tǒng)設(shè)計也利用這座橋梁將 USB和 CPLD有機(jī)地聯(lián)系起來。該系統(tǒng)的市場調(diào)查表明，適應(yīng)于各種主動或被動的監(jiān)測場合，以及醫(yī)療、公安和工業(yè)檢測當(dāng)中。 2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案
圖像通信系統(tǒng)包括以下四個部分，如圖 1所示：

(1) 圖像采集模塊，由線陣 CCD、CCD 驅(qū)動信號增強(qiáng)電路、CPLD 和 A/D 組成，用于采集圖像信號，并將模擬信號數(shù)字化，以便 DSP 處理。本系統(tǒng)采用黑白高速線陣TH7814A，該 CCD 為雙路輸出，像敏單元尺寸7 µm，最高驅(qū)動頻率 50 MHz；CCD 驅(qū)動信號增強(qiáng)電路是為滿足該 CCD 所需的 9 V 高速驅(qū)動而設(shè)計的；A/D 芯片采用 SAA7111A，它由雙通道模擬預(yù)處理電路、自動鉗位和增益控制、時鐘產(chǎn)生電路、數(shù)字多標(biāo)準(zhǔn)譯碼器色度/飽和度/對比度控制電路、彩色空間矩陣和 27MHz數(shù)據(jù)處理通道七部分組成，并由 DSP模擬I 2C總線進(jìn)行時序配置，以上器件同步驅(qū)動脈沖均由 CPLD 產(chǎn)生。