异步FIFO在DSP图像采集系统中的应用

的组合逻辑。

3. 1 DSP主程序

程序流程图如图4所示。

3.1.1 主函数初始化

主函数需要对时钟频率、中断函数、EMIF外部存储器接口、I2C总线、TVP5150视频配置、AL422B的写指针复位进行初始化。

其中，AL422B的初始化采用TMS320VC5509A的GPIO口GPIO0、GPIO1、GPIO2发送逻辑电平到CPLD，然后由CPLD发送命令控制AL422B的读写指针复位与读写使能。

在DSP中，首先定义GPIO口的方向控制寄存器IODIR和引脚电平寄存器IODATA，并将IODIR寄存器的低3位设为1，也就是将GPIO0、GPIO1、GPIO2的方向设为输出。接着对IODA TA寄存器进行赋值，并将寄存器的值通过GPIO口送到CPLD，CPLD端进行逻辑组合，对AL422B的复位写指针复位。

3.1.2 初始化TVP5150

TVP5150是视频解码芯片，要求其模拟输入是PAL制信号，转换为8位的YUV4：2：2格式的数字输出信号。DSP需要通过GPIO口对TVP5150进行复位，方法类似于AL422B的写指针复位控制。DSP还需要通过I2C总线控制TVP5150的寄存器，TVP5150寄存器的配置如下：

①杂项控制寄存器：地址0x03，设置为0x0f。

②输出和数据比率选择寄存器：地址0x0d，设置为0x40。

③配置复用引脚寄存器：地址0x0f，设置为0x0a。

④有效像素开始高位寄存器：地址0x11，设置为0x4d。

⑤有效像素开始低位寄存器：地址0x12，设置为0x02。

⑥有效像素结束低位寄存器：地址0x13，设置为0xe4。

⑦有效像素结束低位寄存器：地址0x14，设置为0x02。

经过寄存器配置，使得场消隐信号VBLK、像素有效信号AVID、场同步信号VSYNC、奇偶场标志位信号FID、输出时钟SCLK输出有效，数据总线激活，并将采集到的图像裁剪成150×300的图像。

在初始化程序后，执行while死循环，等待中断的到来。

3.1.3 中断函数

由于只需要处理150×300的图像，所以在FIFO里只需存储150×300个像素点，存满后发出中断信号，DSP转去执行中断服务程序。中断函数首先通过GPIO口告知CPLD使AL422 B的读指针复位(方法类似AL422B的写指针复位，这里不再赘述)，并且使AL422B的输出使能有效、读使能有效(具体实现在3.2说明)。然后DSP便读取FIFO中的数据，因为FIFO外扩在DSP的这个空间，地址为0x600000，所以DSP将中的数据写入内存中，存入内存中的数据供后续处理。

这里，我们使用的处理算法为图像的边缘检测法，处理完成后在CCS中进行显示，并观察算法处理结果。

最后，进行写指针复位，准备下一次的图像采集。需要注意的是，由于图像在传输过程中奇偶场是分开传输的，FIFO中只存储奇场的一部分图像，而完整的图像是由奇场和偶场共同组成的，所以获得的图像显示的是一帧图像压缩一半的结果，图像是失真的。但是，我们只观察算法的处理结果，因此没有进行图像的完整显示。

3.2 CPLD程序

CPLD接收的输入信号有来自TMS320VC5509A的GPIO口的信号，来自TVP5150的场消隐信号VBLK、像素有效信号AVID、场同步信号VSYNC和奇偶场标志位信号FID。CPLD的输出信号有提供给FIFO的写使能信号，写复位指针信号和读复位指针信号，以及提供给TMS320VC5509A的中断信号。

当VSYNC由高电平变为低电平时，输出的是有效视频信号，同时当VBLK为低电平、AVID为高电平时，TVP5150输出有效视频数据。

因为偶数场是从一行的中间开始扫描的，如果不设置FID信号，最后采集到的图像可能是偶场信号，也可能是奇场信号，那么，在CCS中显示的图像有可能是完整的，也可能显示的是左右颠倒的图像，刚好错开半行的图像。所以，设置FID信号为0，采集奇场的信号。

CPLD将这些逻辑进行组合，使AL422B的写使能有效，TVP5150输出视频数据到AL422B中。

因为要采集一幅150x 300的图像，需要在CPLD中设置一个计数器对采集到的像素进行计数，由AL422B的写时钟WCK作为计数器的时钟信号，当计数到45 000后触发DSP外部中断2，同时将计数器清零。

AL422B外扩在DSP的这个空间，当和TMS320VC5509A的EMIF接口输出使能信号且为低电平时，通过CPLD的逻辑组合使能AL422B的输出使能信号。接着当TMS32 0VC5509A的EMIF接口读使能信号为低电平时，通过CPLD的逻辑组合使能AL422B的读使能信号。逻辑关系如下：

4 实验结果

利用设计的系统进行实物图像的采集，图5(a)为采集的实验室的办公座椅场景，图5(b)为使用边缘检测算法来对采集到的图像进行的边缘处理。

边缘检测能够突出图像的边缘特征，使观察者一目了然，并且蕴含了丰富的内在信息(方向、阶跃性质和形状等)。

结语

在DSP仿真软件CCS中设置断点，经过多次图像采集处理的测试，均可以得到的完整的图像信息。结果表明，使用异步FIFO作为TVP5150与DS