通用模块化嵌入式目标识别器信息处理系统研究

摘要

随着科技迅速发展，信息处理技术在工业、医学、军事等领域的有着越来越广泛的应用，同时也对信息处理系统的功能与性能提出了越来越高的要求。在嵌入式目标识别器信息处理的应用中，由于图像本身数据量大、信息含量高的特点，图像处理是其中最为重要的一个部分。本文针对嵌入式目标识别器信息处理的应用背景，提出了一种通用模块化嵌入式目标识别器信息处理系统架构，在由 FPGA和 DDR组成的图像存取模块的基础上，多个通用化的图像接口模块、图像处理模块并行从图像存取模块中读取图像进行传输或处理，并可由外部命令配置系统内部结构和模块的功能，有效提高了基于FPGA的嵌入式目标识别器信息处理系统的通用性和可扩展性。
　　本文首先提出了通用模块化嵌入式目标识别器信息处理系统架构，详细叙述了整个架构的工作流程并对供图模块、总线控制器和求图模块三大组成部分的设计进行了分述，各个求图模块与供图模块之间通过总线控制器以标准化总线进行图像数据交互，各个求图模块之间相对独立，可以较为方便地对求图模块进行增减，缩短开发与调试的周期。在此通用模块化架构的基础上，举例对几个常用的FPGA功能模块进行通用化设计，达到尽可能少地修改内部逻辑代码，只改变外部参数即可调整模块功能的目的，以适应不同的成像器。然后提出外部命令可控的内部结构和模块功能，可以通过接收外部命令的方式来调整图像处理的方案和配置模块连接关系，进一步增强系统架构的灵活性。
　　在基于本系统的实际项目应用中，能够灵活地进行功能扩展和功能调整，并且对动态可重构系统的搭建具有一定的指导意义。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.3 论文的主要研究内容

2 通用模块化嵌入式目标识别器信息处理系统架构

2.1 系统需求与架构的提出

2.2 系统架构的工作流程

2.3 模块之间的标准接口总线

2.4 系统架构各模块概述

2.5 时钟域的划分

2.6 本章小结

3 基于FPGA+DDR2的多模式图像读取

3.1 FPGA+DDR2硬件结构

3.2 基于MIS的双通道DDR2读写

3.3 多模式图像读取策略

3.4 本章小结

4 通用可扩展模块设计

4.1 模块通用化设计方法

4.2 图像显示模块介绍

4.3 图像显示模块通用化设计

4.4 图像压缩模块介绍

4.5 图像压缩模块通用化设计

4.6 本章小结

5 可配置的内部结构和模块功能

5.1 可配置的内部结构

5.2 可配置的模块功能

5.3 本章小结

6 系统验证

6.1 资源与时间消耗

6.2 系统架构功能验证

6.3 可扩展模块通用性验证

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 课题展望

致谢

参考文献

附录 I 攻读硕士学位期间发表的论文