基于DSP+FPGA的红外移动目标识别跟踪系统设计

转换芯片、输入输出FIFO、SRAM、DSP、PCI接口电路等。利用FPGA芯片的系统内可编程（ISP）性能，完成所有DSP外围芯片的控制逻辑；并在其中设置状态寄存器、命令字寄存器和专用寄存器，完成与主机的实时通信，接收主机传送的命令信息和向主机传送所需要的状态信息。

　　在本系统中，数字信道为14bit，模拟为8bit，需要由FPGA对信号进行第一次装配（区别于DSP为了显示而对图像按FGB格式进行的第二次装配），即将数字/模拟信号/数据均转换为16bit的数据，然后将两个16bit数据装配成一个32bit的数据。

　　4数字图像存储器（SRAM）

　　红外动目标识别与跟踪系统要完成对运动目标的识别与跟踪。其实现算法必然涉及到对多帧（差分处理，至少两帧）视频图像的处理。为了给实现算法提供较为充裕的存储空间，我们选用的存储器能容纳6场视频图像。因此，最后选用的存储器是Giga Semiconductor公司的两片GS74116，其每片容量为256K×16bit，存取速度为15ns.考虑到我们视频图像每场的数据量为 76800像素，两片512K的SRAM可以存下至少6张视频图像。在本系统中，我们设置了4帧图像存储空间，其余空间用于存放目标小图、DSP装配数据等，数据空间具体地址分配如图4所示。

　　图4 SRAM数据空间分配5数字图像处理模块（DSP）

　　DSP采用TI公司的TMS320C6202芯片。我们采用隔点、隔行的亚抽样。抽样后，每帧图像大小约为20KB，总计约需80KB的数据空间，TMS320C6202的片内数据空间足够所需。我们对DSP芯片的内部空间分配如图5所示。

　　图5 DSP内部空间分配

　　function ImgZoom（Id）//重新设置图片大小防止撑破表格{ var w = $（Id）。width； var m = 650； if（w 6 PCI接口电路由于本系统与PC的接口是PCI接口。为了避免受困于PCI接口繁杂的数据传送协议，充分发挥PCI总线的数据传送能力，PCI接口电路采用PCI9054芯片。它是PCI总线专用接口芯片，具有数据传送快、数据传送简单等优点。在33MHz的PCI总线工作频率下，它的最大数据吞吐能力为 132MB/s. PCI9054与DSP的数据交换或通信是通过DSP芯片内部的两个寄存器实现的，即地址寄存器XBISA；数据寄存器XBD.对PCI9054及DSP 芯片而言，它们互相并不能直接访问对方的资源，数据交换必须由这两个寄存器中继，如图6所示。

　　图6 PCI9054与DSP连接图

　　系统软件设计首先进行系统上电自检，查看系统各部分是否进入正常工作状态，并将检测结果送往主机。然后对整机系统进行初始化工作，检测命令字寄存器确定图像的输入方式和系统的工作方式，若主机未指定，则进入等待状态，直到操作员指定系统的工作方式为止，系统进入正常工作。系统软件流程图如图7所示。

　　图7系统软件流程图