基于FPGA和TMS320DM642的CCD图像采集和处理系统硬件设计

(1)通过寄存器使用TMS320DM642外部存储器接口(EMIF);
(2)通过可编译寄存器使用TMS320DM642的EMIF接口控制GPIO；
(3)产生EMIF缓冲控制信号（DIR和OE）；
(4)提供对于PLL1708的连续控制接口；
(5)为FLASH产生3页bit空间；
(6)使用SAA7115的同步信号。

2.5 电源和复位模块

该系统通过单+5 V供电，在板子内部转换为+1.4 V和+3.3 V，为各器件供电。+3.3 V为TMS320DM642的I/O口、解码器及其他芯片的电源，+1.4 V为TMS320DM642 CPU内核电源。TMS320DM642内核电压+1.4 V，外设I/O电压+3.3 V，降低内核电压主要是降低功耗，外部接口引脚采用+3.3 V电压，便于直接与外部器件接口。由于是2种不同的电压，所以要考虑供电系统的配合问题。在加电过程中，保证CPU内核电源先加电，最晚也应当与外设I/O电源同时加电。关闭电源时，先关闭I/O电源，再关闭内核电源。如果内核加电晚于I/O，则会发生内部总线竞争，从而产生不可预定的结果。因此，选用电源芯片TPS54310[6]获得上述2种电压，并利用其电源输出有效引脚PG和允许电压输人引脚EN保证TMS320DM642的内核和I/O上电掉电顺序。

为防止系统程序进入死循环或因电压波动而产生异常，本系统用看门狗芯片来控制系统复位。这里采用TI的TPS3823-33DBVT[7]看门狗芯片，它由+3.3 V电源供电，能对电源电压进行监控，当电源电压降至2.93 V以下时触发复位信号，使整个系统进入复位状态，直至电源电压复原，复位信号的最小长度为200 ms。同时，还含有一看门狗计时器，用来监测来自处理器芯片的跳变沿触发信号，如果1.6 s内未接收到触发信号，它同样让系统进入复位状态并持续200 ms，这样可在系统程序进入死循环后重新启动系统。TMS320DM642电源与复位电路的连接图如图7所示。


3 抗干扰设计

由于高频脉冲噪声对本系统危害最大，为了提高系统的抗干扰性能，可采取以下措施：

(1)优化PCB印制板的设计。在本系统中应当：
①采用短而宽的导线来抑制干扰。时钟引线、总线驱动器的信号线常有大的瞬变电流，其印制导线要尽可能短。对于分立元件电路，印制导线宽度在1.5 mm左右即可满足要求；对于集成电路，印制导线宽度在0.5 mm～1.0 mm之间选择；
②传输多种电平信号时，尽量把前、后沿时间相近的电平信号划为一组传输；在双面印制板的背面布置较大面积的地线区域，可对部件产生的高频脉冲噪声起到吸收和屏蔽的作用；分开模拟和数字电源层；

(2)增加总线的抗干扰能力。采用三态门形式的总线结构，并给总线接上拉电阻，使总线在瞬间处于稳定的高电平而避免总线出现悬空状态。

本文面向实时图像采集和处理，采用模块化设计思想，以TMS320DM642、SAA7115、OSD FPGA等实现了视频图像采集和处理系统的硬件电路，该系统电路简单、结构紧凑、调节灵活、可靠性高、实时性强的特点，通过验证，满足设计的应用要求，可为今后视频图像采集和处理的进一步研发提供参考。