嵌入式图像系统的设计与实现_v0.5讲解.doc

嵌入式图像系统的设计与实现 福建高等商业专科学校信息管理工程系，ICT研究中心，福州350108 摘要: 本文针对实现图像采集、数据存储和通信的图像系统，提出了一种健壮和高效的设计和实现方法。系统采用CPLD和ARM处理器供电，配备OV7620数字摄像头，一个ISSI SRAM以及其他的外围接口。软件设计主要采用模拟DMA存储和处理的技术方法，使图像系统获得更高的效率。改进内存分配算法，最大限度提高并行数据访问和利用RAM芯片的处理能力，从而提高系统性能。实验结果证明，本文的设计方法有效提高了嵌入式图像系统性能、鲁棒性和效率。 关键字: 图像系统；DMA；内存分配算法；SCCB Design and Implementation of Embedded Image System Information Management Engineering Department, ICT Research Center,Fujian Commerical Colege, Fuzhou 350108, PR. China Abstract: This article presents a method for robust and efficient design and implementation over image system which is designed and implemented to realize image acquisition, data saving and communication. The system is powered by the processor of CPLD and ARM, which is also equipped with an OV7620 digital camera, an ISSI SRAM and other peripheral interfaces. The key part of the software is the usage of analogous DMA storage and processing technology, which makes the image system have higher efficiency. A memory allocation algorithm is developed to maximize parallel data access and make the utmost use of ARM’s processing ability to improve performance of this system. A simple practical binary image processing algorithm is developed to enhance the performance of image processing in this article. The experimental result is shown to be a good approach for embedded image system, providing good performance, robustness and efficiency. Keywords: Image System; DMA ; Memory Allocation Algorithm; SCCB 1 引言 图像采集系统要求实现高的清晰度图像、低错误率、低功耗的硬件设计。在现代多媒体技术中，图像采集和处理具有重要意义。其应用相当广泛，如生活中常用的数码相机、视频电话、视频会议等。图像采集与处理系统通过图像传感器（即图像采集装置，分为CMOS摄像头和CCD摄像头）将目标信号转化成图像信号。上述处理过程利用ADC芯片完成采样并发送到后级处理系统，根据像素、亮度和颜色信息将采样结果转化成数字信号[1]。 图像采集与处理系统一般都采用高性能的硬件平台，其通常是高清晰度图像的先决条件。但问题在于，高性能的硬件平台是否在所有应用中都是最佳选择呢？众所周知，硬件往往决定了图像采集系统的成本。这就意味着，权衡的设计在任何图像系统中都是必要的。 本文提出了一种应用于图像系统的权衡设计，实现了图像的独立采集。反之，独立的处理图像采集也大大简化了系统架构。本文系统设计了基于CPLD平台的模拟DMA控制器，并选用低端嵌入式系统处理器ARM7进行图像采集处理，大大提高了系统的工作效率。此外，内存分配算法将SRAM分割为两个存储块，一个用于存储原始图像数据，另一个用于存储已处理的图像数据。 2 图像系统概述 本文图像系统架构由下位机子系