基于ARM+FPGA+多DSP的嵌入式实时图像处理系统

摘   要： 介绍了一款通用的嵌入式图像处理系统的设计方法。系统采用FPGA设计FIFO实现ARM与多DSP的高速数据传输方法。实验结果表明，所设计的多DSP协同工作的实时嵌入式图像处理系统，其工作性能稳定、数据处理能力强，适用于高端的雷达信号处理、电子对抗、超声图像处理等场合。
关键词: ARM11； TMS320C6416T； FIFO； FPGA； 多DSP嵌入式系统
       实时图像处理、高速数据运算处理要求其系统具有对数据处理速度快、数据吞吐率高以及多任务处理功能。目前大多数方案都是采用HPI数据传输方式，将ARM和DSP进行组合完成一些图像处理，DSP处理器只是完成图像采集、压缩、编码等简单的处理[1]工作，不能满足实时的智能识别或大数据量运算的视频处理要求。在应用领域方面也会因其处理速度问题受到一定的限制。
     例如，胎儿性别屏蔽项目中，要对实时视频进行性别部位的检测和屏蔽，若采用单DSP则会出现漏帧或视频不流畅；应用于高速运动物体跟踪时，单DSP无法实现实时运动物体跟踪，例如汉王科技的运动检测和海康威视运动检测，都不能实时检测，即使检测也会出现漏检现象和视频不流畅。当处理4CIF或者更大图像时，单DSP的处理能力又会下降，虽然可以将图像缩小进行处理，但是缩小图像则会丢失一些重要的图像信息，使得智能识别准确率下降。
     针对上述情况，设计一种能够实现进行快速信号处理和数据交换的实时图像处理系统很有必要。
1 系统结构
1.1 结构
     系统功能：利用S3C6410进行数据整合、任务调度、人机交互；利用TMS320C6416进行算法运算；每个DSP与FPGA都是无缝连接。设计中利用FPGA实现的FIFO进