外文翻译--基于DSP的实时图像处理系统的设计平台（译文）

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1、中文 2170 字 出处： Gemignani V, Faita F, Giannoni M, et al. A DSP-based platform for rapid prototyping of real time image processing systemsC/Image and Signal Processing and Analysis, 2003. ISPA 2003. Proceedings of the 3rd International Symposium on. IEEE, 2003, 2: 936-939. 基于 DSP 的实时图像处理系统的 设计平台 1 摘要：

2、本文提出了一种嵌入式实时图像处理算法的 设计平台 。 该平台基于德州仪器的TMS320C6415， 将 数字信号处理器设计用于高性能应用。 可以使用任何模拟视频源，例如摄像机或 VCR，作为一个输入信号。 图像捕获，实时处理，并 显示 在图像化界面中； 鼠标和键盘可与系统进行 人机 交互。 另外该平台还提 供了软件环境， 使高级语言中的算法的快速实现。 1 背景 对图像进行实时处理一直是一个有难度的任务。在处理已经存储好的图像信息时，往往采用 强大的软件工具，使图像处理变得容易开发。算法的实现需要高层次编程语言和完善的图形化界面。此外，像这样的系统一直维持和旧系统的兼容性，并新的 平台 上能得

3、到更快的应用。但是这种基于工作站的系统不适合实时图像处理系统 1。 在最近几年， 面向图像处理实时性的要求，相继推出了几款硬件开发平台。在本文中简单介绍了这几款系统的设计要求，框架以及硬件电路 2。总体上，这些方案在性能方面都很不错，但是有两个缺点： (i)硬件电路设计缺少灵活性，仅仅只是针对几种特殊的接口。 (ii)系统设计成本高，市场研发周期长，难以大规模生存。更低成本，更灵活的设计方案需要借助于可编程器件，主要是 DSP 和 FPGA。这些可编程器件的性价比不断增加，成为硬件电路设计首选的趋势。而且由这些可编程器件形成的平台适应性强，算法移植简单。 一个可编程 软件平台，硬件设计是必要的

4、，算法实现也是必须的，但这也是十分具有挑战的。基于可编程逻辑器件的系统的设计，必须具备 VHDL 编程能力。在系统中，必须基于微处理器，如 DSP，在处理器中任务的调度实现更加简单。编译器让工程师编程变得 方便灵活。但是对于这种基于 DSP 和 FPGA 的嵌入式系统缺乏图形化界面，让系统设计不是1 V. Gemignani, F. Faita, M. Giannoni, A. Benassi CNR, institute of Clinical Physiology, Pisa, ITALY r. it 很直观。 该嵌入式系统克服克服上述提出的缺点。让系统更具灵活性，产品研发周期缩短，成本降

5、低。此系统具有各自 “独立 ”的 模块， 能够实时捕获，实时处理和回放视频信号。 数据采集通过 VCR、 CCD 等。数据处理分析采 用 TI 的 dsp。数据实时存储回放采用 FPGA。另外系统还增设了人机接口，按键和显示界面。人性化的设计平台有利于图像实时采集处理。 2 硬件设计架构 主板的架构主要包括六大部分： DSP、存储器、视频输入口、视频输出口、模拟 I/O、外围设备。 DSP 是主板的核心，主要负责数据流的走向，数据的处理，在这里采用的 TI 的TMS320C64156， 该处理器是 32-bit，主频 600M，具有并行的乘累加单元，处理能力很强，3 条数据总线（ 1 条 PC

6、I 总线， 1 条 64 位和一条 16 位存储总线），拥有 3 个多通道缓冲串口，还具有 DMA.存储器模块包括 3 各部分： 512K flash 空间， 4M SRAM， 512M SDRAM。摄像头输入包含摄像头模拟信号输入， FPGA， FIFO 及其数据通道。摄像头输出包括图形显示。模拟 I/O 也是多功能 A/D、 D/A转换口。多通道缓冲串口使得系统可以和外部设备进行通信，例如 USB 全速接口， RS232， JTAG 等。 图 一： 系统硬件框图 3 软件开发环境 该视频 算法 处理 软件平台的开发主要在 TI 自带的 CCS 开发环境上。该环境建立在可裁剪的实时系统 DSP/BIOS 上，该系统采用固定优先级抢先式调度。用户通过配置任务调度的优先级，以及中断到来的优先级 组建一个实时系统。 主要由三部分组成：多线程实时内核；实时分析工具；芯片支持库。操作系统维护调度多线程的运行，只需将定制的数字信号算法作为一个线程嵌入系统即可；芯片支持库帮助管理外设资源，复杂的外设寄存