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基于图像传感器的CPLD视觉系统设计基于图像传感器的CPLD视觉系统设计，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。
概述
基于图像传感器的CPLD视觉系统设计
时间：
2009-02-13 10:23:31 来源：
单片机与嵌入式系统 作者：北京航空航天大学 刘俊
目 前，关于视觉系统的研究已经成为热点，也有开发出的系统可供参考。但这些系统大多是基于PC机的，由于算法和硬件结构的复杂性而使其在小型嵌入式系统中的 应用受到了，限制。上述系统将图像数据采集后，视觉处理算法是在PC机上实现的。随着嵌入式微处理器技术的进步，32位ARM处理器系统拥有很高的运算速 度和很强的信号处理能力，可以作为视觉系统的处理器，代替PC机来实现简单的视觉处理算法。下面介绍一种基于ARM和CPLD的嵌入式视觉系统，希望能分 享嵌入式视觉开发过程中的一些经验。
1 系统方案与原理
方案1 图像传感器+微处理器(ARM或DSP)+SRAM
方案2图像传感器+CPLD／FPGA+微处理器+SRAM
方案1系统结构紧凑，功耗低。在图像采集时，图像传感器输出的同步时序信号的识别需要借助ARM的中断，而中断处理时，微处理器需要完成程序跳转、保存上下文等工作，降低了图像采集的速度，适合对采集速度要求不高、功耗低的场合。
2 系统硬件系统的硬件主要有4部分：CMOS图像传感器OV6620、可编程器件CPLD、512 KB的SRAM和32位微处理器LPC2214。
由图1可见，微处理器的总线接在CPLD上，在对功耗有严格要求的场合中，只需要在CPLD中，将OV6620的同步时序信号所对应的引脚与 LPC2214连接在CPLD上的中断引脚相连，系统就可以转换成方案1的形式。对CPLD而言，引脚相连的仅仅是组合逻辑，降低了功耗。方案1的具体工 作过程可见参考文献。而对于采集速度要求较高的场合，CPLD部分的程序源代码见本刊网站www．mesnet．com．cn——编者注。下面重点介绍这 种情况下的应用。2．2 工作过程
2．3 硬件方案的特点 LPC2214 负责图像处理，CPLD负责图像数据的采集，很好地实现了功能上的封装。可以看到，CPLD将与硬件时序相关的程序封装，与外界的接口仅为标志状态线以及 数据采集总线，极大地方便了系统的升级而无需改动图像采集部分的硬件和软件。甚至更换为其他型号功能更为强大的微处理器，只要按照上述标志状态线的约定来 操作，系统仍然可以正常工作，增强了系统的兼容性和可移植性。
3 系统软件3．1 CPLD部分程序设计
在Verilog语言中，对上升沿的检测是通过always语句来实现的。例如检测时钟信号cam_pclk的上升沿：always@(posedge cam_pclk)。但从上面的分析中可以看出，需要检测的信号沿有3个，可以都用always来检测，但在Verilog的语法中always语句是不 可以嵌套的。为了解决这个问题，本系统中采用了如下方式：整个模块只有一个时序逻辑的always块，其他的信号沿检测用与al—ways等价的方式实 现。例如对于cam_vsyn信号，设置2个临时信号vsyn_0和vsyn_1，在每个时钟信号的上升沿，进行如下赋值：
3．2 ARM部分程序设计
4 提高系统的工作速率目 前，系统工作在帧处理模式下的工作速率是25帧／s，作为系统功能的验证，这里采用的算法是颜色跟踪。如果仅做纯粹的图像采集，而不做图像处理，那么系统 可以达到OV6620的最高工作速率，即60帧／s。而在图像处理方面，不同的图像处理程序效率对系统的工作频率有较大的影响。下面给出在通用ARM处理 器下提高程序效率的几个建议：
比如，count的范围是0~59；
count=(count+1)%60；
用下面语句代替：
if(++count>=60) count=0；
结 语本 文介绍了一种基于ARM和CPLD的嵌入式视觉系统，可以实现颜色跟踪。在硬件设计上，图像采集和图像处理分离，更利于系统功能的升级。而视觉处理算法更 注重处理的效率和实时性，同时根据不同的需要有两种模式可供选择。最后给出了提高程序效率的一些建议和方法。与基于PC机的视觉系统相比，该系统功耗低、 体积小，适合应用于移动机器人等领域。
最后
以上就是孤独大门为你收集整理的基于图像传感器的CPLD视觉系统设计基于图像传感器的CPLD视觉系统设计的全部内容，希望文章能够帮你解决基于图像传感器的CPLD视觉系统设计基于图像传感器的CPLD视觉系统设计所遇到的程序开发问题。
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