一種基于dsp的圖像采集處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于DSP的圖像采集處理裝置，打印模塊和顯示模塊構(gòu)成輸出模塊，采集模塊構(gòu)成輸入模塊，輸入模塊包括視頻解碼器、緩存器，顯示模塊包括JTAG端口，存儲模塊包括SDRAM存儲器、FLASH存儲器，處理模塊包括DSP芯片、CPLD可編程器件，圖像采集模塊與視頻解碼器連接，視頻解碼器通過緩存器與DSP芯片連接，視頻解碼器、DSP芯片與電源模塊連接，視頻解碼器、緩存器、DSP芯片分別與CPLD可編程器件連接，DSP芯片分別與SDRAM存儲器、JTAG端口、FLASH存儲器、晶振連接，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，功耗低，不但靈活性很強，具有很好的可擴展性、可升級性以及易維護性，而且可以不借助任何微機系統(tǒng)完成對圖像的采集、處理等工作，做到了真正的“嵌入式”。
【專利說明】
一種基于DSP的圖像采集處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及圖像采集處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于DSP的圖像采集處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字圖像處理技術(shù)自五十年代興起以來，得到了快速的發(fā)展，特別在進入八十年代后，隨著視覺生理學(xué)、光學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域以及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得所有圖像處理問題都可以用數(shù)字圖像處理技術(shù)來解決，數(shù)字圖像處理的應(yīng)用非常廣泛，在機器人導(dǎo)航和視覺伺服系統(tǒng)、工業(yè)檢測、農(nóng)產(chǎn)品分選、醫(yī)學(xué)及閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中都有涉及，圖像處理技術(shù)以數(shù)字圖像處理為核心的，而且基于計算機的數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)到了實用化和普及化的階段，但是在一些便攜式應(yīng)用場合中，基于PC機的數(shù)字圖像處理技術(shù)不能滿足要求，基于單片芯片或多片芯片組合的專用圖像系統(tǒng)開始受到人們的喜愛和關(guān)注，目前不少芯片廠家正在聯(lián)合開發(fā)新的專用圖像處理芯片，它們在速度、體積、功耗、功能等方面不斷改善，獲得了廣泛的應(yīng)用，但是專用圖像處理芯片對于一般的用戶來講，使用的靈活性較差，二次開發(fā)成本高，更新不方便，因此又有一些芯片廠家將專用圖像處理芯片中的特殊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)在一般的通用處理器中，大數(shù)據(jù)量、高速處理、高速傳輸以及大容量存儲空間的需求是當(dāng)前的數(shù)字圖像采集與處理系統(tǒng)的主要難點，因此目前的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)多以圖像卡的形式存在，它借助微機高速的處理速度和巨大的存儲空間很好地克服了以上難點，但是這種系統(tǒng)也具有體積龐大、成本尚、功耗大的缺點。
[0003]因此，為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計出一款成本低、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低、系統(tǒng)可擴展性增強的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，正是發(fā)明人所要解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，功耗低，不但靈活性很強，具有很好的可擴展性、可升級性以及易維護性，而且可以不借助任何微機系統(tǒng)完成對圖像的采集、處理等工作，做到了真正的“嵌入式”。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其包括圖像采集模塊、處理模塊、顯示模塊、打印模塊、存儲模塊、通信模塊，所述打印模塊和顯示模塊構(gòu)成了輸出模塊，所述圖像采集模塊構(gòu)成了輸入模塊，所述輸入模塊包括視頻解碼器、緩存器，所述顯示模塊包括JTAG端口，所述存儲模塊包括SDRAM存儲器、FLASH存儲器，所述處理模塊包括DSP芯片、CPLD可編程器件，所述圖像采集模塊與視頻解碼器連接，所述視頻解碼器通過緩存器與DSP芯片連接，所述視頻解碼器、DSP芯片分別與電源模塊連接，所述視頻解碼器、緩存器、DSP芯片分別與CPLD可編程器件連接，所述DSP芯片分別與SDRAM存儲器、JTAG端口、FLASH存儲器、晶振連接。
[0006]進一步，所述圖像采集模塊包括C⑶攝像機。
[0007]進一步，所述視頻解碼器采用TVP5150作為視頻解碼芯片，所述TVP5150視頻解碼芯片與晶振連接。
[0008]進一步，所述緩存器采用AL422B芯片作為系統(tǒng)緩存。
[0009]進一步，所述SDRAM存儲器采用MT48LC4M16A2存儲器。
[0010]進一步，所述電源模塊采用帶有3.3V、1.8V、1.6V三個電壓輸出的TPS73HD318、TPS73HD301電源芯片來完成系統(tǒng)供電工作。
[0011 ] 進一步，所述CPLD可編程器件為XC95144芯片。
[0012]進一步，所述DSP芯片為內(nèi)部集成了 I2C模塊的TMS320VC5509A處理器。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]1、本實用新型其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，功耗低，不但靈活性很強，具有很好的可擴展性、可升級性以及易維護性，而且可以不借助任何微機系統(tǒng)完成對圖像的采集、處理等工作，做到了真正的“嵌入式”。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖2是本實用新型TVP5150芯片的功能框圖。
[0017]參見圖3是本實用新型TMS320VC5509A時鐘電路發(fā)生器連接示意圖。
[0018]參見圖4是本實用新型TVP5150與AL422B接口連接示意圖。
[0019]參見圖5是本實用新型5509A與AL422B接口連接示意圖。
[0020]參見圖6是本實用新型5509A與SDRAM接口連接示意圖。
[0021 ] 參見圖7是本實用新型5509A與FLASH接口連接示意圖。
[0022]參見圖8是本實用新型JTAG端口接插件示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明:1-CXD攝像機;2-視頻解碼器;3-電源模塊;4-緩存器;5-DSP芯片；6-SDRAM存儲器;7-FLASH存儲器;8-晶振(a); 9-CPLD可編程器件；10-晶振(b); I1-JTAG端
□ O
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0025]參見圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其包括圖像采集模塊、處理模塊、顯示模塊、打印模塊、存儲模塊、通信模塊，打印模塊和顯示模塊構(gòu)成了輸出模塊，采集模塊構(gòu)成了輸入模塊，輸入模塊包括視頻解碼器2、緩存器4，顯示模塊包括JTAG端口 11，存儲模塊包括SDRAM存儲器6、FLASH存儲器7，處理模塊包括DSP芯片5、CPLD可編程器件9，圖像采集模塊與視頻解碼器2連接，視頻解碼器2通過緩存器4與DSP芯片5連接，視頻解碼器2、DSP芯片5分別與電源模塊3連接，視頻解碼器2、緩存器4、DSP芯片5分別與CPLD可編程器件9連接，DSP芯片5分別與SDRAM存儲器6、JTAG端口 11、FLASH存儲器
7、晶振(a) 8連接，圖像采集模塊包括CXD攝像機I，視頻解碼器2采用TVP5150作為視頻解碼芯片，TVP5150視頻解碼芯片與晶振(b)10連接，緩存器4采用AL422B芯片作為系統(tǒng)緩存，SDRAM存儲器6采用MT48LC4M16A2存儲器，電源模塊3采用帶有3.3V、1.8V、1.6V三個電壓輸出的TPS73HD318、TPS73HD301電源芯片來完成系統(tǒng)供電工作，CPLD可編程器件9采用XC95144芯片，DSP芯片5為內(nèi)部集成了 I2C模塊的TMS320VC5509A處理器。
[0026]在片內(nèi)集成I2C控制內(nèi)核的DSP，方便對外圍視頻信號采集器件的控制，用DSP來調(diào)度整個系統(tǒng)并完成圖像處理算法，利用CPLD來完成必須的邏輯控制功能，首先系統(tǒng)上電復(fù)位，需要對DSP進行初始化，5509通過I2C總線往TVP5150的寄存器寫相應(yīng)的值，完成5150的初始化，使其開始采集圖像，CPLD主要完成地址譯碼，時序邏輯，對TVP5150的正確控制，還需要對FIFO進行相應(yīng)的邏輯控制，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過FIFO從DSP的EMIF接口讀入，并發(fā)送給SDRAM,以供后續(xù)處理，圖像處理程序通過DSP的EMIF接口從FLASH導(dǎo)入到5509進行圖像處理工作，圖像處理結(jié)果通過仿真器連接到PC機進行顯示。
[0027]參見圖2是本實用新型TVP5150芯片的功能框圖，它可以使NTSC、PAL和SECAM制式的視頻信號轉(zhuǎn)化為8位的ITU-R BT.656格式的數(shù)字信號，同時分離出離散的同步信號，內(nèi)部包含兩條模擬處理通道，可以選擇視頻源并可以抗混疊濾波，通過I2C總線進行配置和控制，它使用一套內(nèi)部的寄存器設(shè)置運行參數(shù)。
[0028]AL422B是由3M位的DRAM組成的先入先出的緩存，容量為393216字節(jié)，可以存放標(biāo)準(zhǔn)視頻一場的亮度信息，界面非常友好，所有的復(fù)雜的DRAM操作已經(jīng)由內(nèi)部的DRAM控制器完成，AL422B可以同時進行讀寫操作，為了不使數(shù)據(jù)有重疊產(chǎn)生錯誤，寫操作的速度不能大于讀操作，一個完整的數(shù)據(jù)讀寫過程可以分為3個步驟:復(fù)位，寫操作，讀操作。
[0029]參見圖3是本實用新型TMS320VC5509A時鐘電路發(fā)生器連接示意圖，通過在X2/CLKIN和Xl引腳之間外接一個晶體來啟動內(nèi)部的震蕩器，也就是在X2/CLKIN和Xl引腳之間外接一個20M的晶體來為5509A提供時鐘，5509A的時鐘發(fā)生器將外部晶體的頻率進行變換后提供時鐘信號給DSP內(nèi)核和其他外設(shè)使用，在時鐘發(fā)生器內(nèi)有一個數(shù)字鎖相環(huán)DPLL用于對輸入時鐘進行鎖相處理，該鎖相環(huán)由時鐘模式寄存器CLKMD進行配置和監(jiān)控，也就是可以通過配置CLKMD來產(chǎn)生需要的時鐘信號。
[0030]TMS320VC5509A和TVP5150兩塊芯片都需要雙電源供電，5509A的內(nèi)核工作電壓需要1.6V，這也表明了5509A低功耗的特性，它的I/O與部分外圍設(shè)備供電需求為3.3V，而5150的內(nèi)核工作電壓需要1.8V，I/O供電需求也為3.3，5509A供電選用TPS73HD301，它能將輸入的5V電壓經(jīng)過兩個不同的調(diào)節(jié)器分別輸出3.3V的電壓和1.2V-9.75V范圍之內(nèi)的電壓。
[0031]參見圖4是本實用新型TVP5150與AL422B接口連接示意圖，VSYNC為場同步信號，F(xiàn)ID為奇偶場指示信號，VBLK為場消隱信號，當(dāng)VSYNC變?yōu)楦唠娖?，則說明有一場新圖像的到來，向控制寄存器里寫入相應(yīng)值復(fù)位AL422B寫指針，然后結(jié)束復(fù)位狀態(tài)，又因為在VBLK為低電平同時AVID為高電平的時候，5150輸出的才是有效的視頻數(shù)據(jù)，為了控制AL422B的寫使能信號，需要在CPLD里設(shè)置一個控制寄存器，外擴在5509A的CE3空間，VBLK與AVID的組合邏輯作為該寄存器的使能，以保證輸入到AL422B的數(shù)據(jù)總是有效的。
[0032]參見圖5是本實用新型5509A與AL422B接口連接示意圖，將AL422B的數(shù)據(jù)輸出，通過EMIF將數(shù)據(jù)傳輸至SDRAM，AL422B外擴在/CE2這個空間，因此必須遵循EMIF讀數(shù)據(jù)的時序，當(dāng)/CE2和/AOE都為低電平時，則使AL422B的/OE輸出使能有效，但是要等到/ARE變?yōu)榈碗娖降臅r候，才能使/RE讀使能有效，DSP開始讀取AL422B中的數(shù)據(jù)。
[0033]參見圖6是本實用新型5509A與SDRAM接口連接示意圖，系統(tǒng)把SDRAM外擴在CEO空間，因此需要對CEOl寄存器進行相應(yīng)的配置，配置MTYPE域為011，用來指示該外部存儲器類型是SDRAM。
[0034]參見圖7是本實用新型5509A與FLASH接口連接示意圖，系統(tǒng)初始化時，5509A自動配置EMIF的數(shù)據(jù)寬度為16位，它的存儲空間只能是CEl，因此將5509A的/CEl與FLASH的片選信號/CE相連，/A0E、/AWE分別與FLASH的/0E、/WE相連，但是5509A最多只能外擴16K異步存儲器，因此如果要訪問全部的512K字節(jié)地址需要按照分頁方式訪問，這個訪問可以通過控制在CPLD里設(shè)置的一個控制寄存器來實現(xiàn)。
[0035]參見圖8是本實用新型JTAG端口接插件示意圖，JTAG結(jié)合配套的仿真軟件，可以訪問DSP的所有資源，包括片內(nèi)寄存器以及所有的存儲器，從而提供了一個實時的硬件仿真與調(diào)試環(huán)境，便于開發(fā)人員進行系統(tǒng)軟件調(diào)試，這是實現(xiàn)一個系統(tǒng)中處理器部分“可見度”的一個最方便的手段。
[0036]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，功耗低，不但靈活性很強，具有很好的可擴展性、可升級性以及易維護性，而且可以不借助任何微機系統(tǒng)完成對圖像的采集、處理等工作，做到了真正的“嵌入式”。
【主權(quán)項】
1.一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:其包括圖像采集模塊、處理模塊、顯示模塊、打印模塊、存儲模塊、通信模塊，所述打印模塊和顯示模塊構(gòu)成了輸出模塊，所述圖像采集模塊構(gòu)成了輸入模塊，所述輸入模塊包括視頻解碼器、緩存器，所述顯示模塊包括JTAG端口，所述存儲模塊包括SDRAM存儲器、FLASH存儲器，所述處理模塊包括DSP芯片、CPLD可編程器件，所述圖像采集模塊與視頻解碼器連接，所述視頻解碼器通過緩存器與DSP芯片連接，所述視頻解碼器、DSP芯片分別與電源模塊連接，所述視頻解碼器、緩存器、DSP芯片分別與CPLD可編程器件連接，所述DSP芯片分別與SDRAM存儲器、JTAG端口、FLASH存儲器、晶振連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:所述圖像采集豐吳塊包括C⑶攝像機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:所述視頻解碼器采用TVP5150作為視頻解碼芯片，所述TVP5150視頻解碼芯片與晶振連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:所述緩存器采用AL422B芯片作為系統(tǒng)緩存。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:所述SDRAM存儲器采用MT48LC4M16A2存儲器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:所述電源模塊采用帶有3.3￥、1.8￥、1.6￥三個電壓輸出的了?373冊318、了?373冊301電源芯片來完成系統(tǒng)供電工作。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:所述CPLD可編程器件為XC95144芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的圖像采集處理裝置，其特征在于:所述DSP芯片為內(nèi)部集成了 I2C模塊的TMS320VC5509A處理器。
【文檔編號】H04N5/225GK205430429SQ201620105335
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月29日
【發(fā)明人】李艷靈
【申請人】信陽師范學(xué)院