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DSP无线图像传输系统的设计方案解析
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2017-11-01
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分享到：标签：DSP 图像压缩 无线传输
1 引言
随着航空航天技术的发展，图像无线传输技术日趋成熟。而嵌入式图像无线传输技术以其安装方便、灵活、适合广泛普及等优点在广大领域备受关注。本文介绍一种基于DSP的无线图像传输系统的设计方案与实现方法。
2 系统总体设计方案
图1为该系统设计框图。该系统分为图像采集、图像数据处理及无线通信3个模块。图像采集完成图像数据的采集；图像处理实现图像数据的压缩及相关处理：无线通信传输压缩数据。该系统选用TMS320VC5509A型DSP作为主处理器。
3 系统硬件设计
3．1图像采集模块
图像信号采集电路的基本工作方法分为独立和处理器两种采集法。前者采用专用图像采集器件，自动完成图像采集、存储器地址生成以及图像数据的存储和刷新，除设定采集模式外，处理器不参与采集过程，该方法采集过程不占用CPU时间，实时性好，适合采集活动图像，但电路较复杂；后者采用普通视频A／D转换器和帧存储器实现图像采集。CPU控制完成采集过程，需占用CPU时间，实时性差，不适合实时采集视频图像，但电路简单。因此，本系统采用第1种独立采集方案。由专用图像传感器OV9650，CPLD和相应的外接电路等组成。OV9650是Omnision公司生产的CMOS图像传感器，其内部集成有MD转换器，可提供SXGA（1 280x1 024）分辨率的图像摄入和处理功能；采集图像以全图方式、局部方式或抽样子图方式输出，并且可提供多种输出格式。该系统通过SCCB总线配置OV9650，从而形成8位ITU-R BT．656格式的数字码流。CPLD选用XC95144XL10TQ144C，其最高主频可达178 MHz，144个宏单元和3 200个可用门电路，其TQFP封装有117个可用I／O引脚，满足各种采集设计需要；实现异步存储器Flash扩展；完成对BT．656格式的数字码流解码，包括提取码流中的同步信号、行起始和结束信号、取出亮度（Y）信息、色度信息，进行地址译码；实现SCCB总线接口；在DSF需要读取状态和图像数据时，产生必要的逻辑控制和时序，通过DMA将数据从缓存区读取SDRAM等。
数据采集时，图像采集模块产生高速数字码流，而DSP对外围设备读取速度较慢。为了解决图像采集模块与图像处理模块的速度匹配问题，在这两模块之间加入数据缓冲区，可采用FIFO或SRAM，本系统采用ISSI公司的64 Kx16 bit存储空间的高速SRAM存储器IS61LV6416作为缓存存储解码BT．656码流得到的图像亮度数据。
3．2 图像数据处理模块
TMS320VC5509A内部仅有256 KB的RAM和64 KB的ROM，无法满足处理大量图像数据的需求，必须通过EMIF扩展外部存储器存放原始图像数据和应用程序。该系统外接Hynix公司HY57V641620EP SDRAM，其8 MB的存储空间用于存储图像数据；外接Spansion公司的S29AL008D Flash，其1 MB的存储空间用于存储应用程序和Boofloader。EMIF可与SDRAM无缝连接，接口连接如图2所示。由于TMS320VC5509A最大只能外扩16 KB的异步存储器，因此访问1 MB Flash需按分页方式访问，连接示意图如图3所示。
1 引言
随着航空航天技术的发展，图像无线传输技术日趋成熟。而嵌入式图像无线传输技术以其安装方便、灵活、适合广泛普及等优点在广大领域备受关注。本文介绍一种基于DSP的无线图像传输系统的设计方案与实现方法。
2 系统总体设计方案
图1为该系统设计框图。该系统分为图像采集、图像数据处理及无线通信3个模块。图像采集完成图像数据的采集；图像处理实现图像数据的压缩及相关处理：无线通信传输压缩数据。该系统选用TMS320VC5509A型DSP作为主处理器。
3 系统硬件设计
3．1图像采集模块
图像信号采集电路的基本工作方法分为独立和处理器两种采集法。前者采用专用图像采集器件，自动完成图像采集、存储器地址生成以及图像数据的存储和刷新，除设定采集模式外，处理器不参与采集过程，该方法采集过程不占用CPU时间，实时性好，适合采集活动图像，但电路较复杂；后者采用普通视频A／D转换器和帧存储器实现图像采集。CPU控制完成采集过程，需占用CPU时间，实时性差，不适合实时采集视频图像，但电路简单。因此，本系统采用第1种独立采集方案。由专用图像传感器OV9650，CPLD和相应的外接电路等组成。OV9650是Omnision公司生产的CMOS图像传感器，其内部集成有MD转换器，可提供SXGA（1 280x1 024）分辨率的图像摄入和处理功能；采集图像以全图方式、局部方式或抽样子图方式输出，并且可提供多种输出格式。该系统通过SCCB总线配置OV9650，从而形成8位ITU-R BT．656格式的数字码流。CPLD选用XC95144XL10TQ144C，其最高主频可达178 MHz，144个宏单元和3 200个可用门电路，其TQFP封装有117个可用I／O引脚，满足各种采集设计需要；实现异步存储器Flash扩展；完成对BT．656格式的数字码流解码，包括提取码流中的同步信号、行起始和结束信号、取出亮度（Y）信息、色度信息，进行地址译码；实现SCCB总线接口；在DSF需要读取状态和图像数据时，产生必要的逻辑控制和时序，通过DMA将数据从缓存区读取SDRAM等。
数据采集时，图像采集模块产生高速数字码流，而DSP对外围设备读取速度较慢。为了解决图像采集模块与图像处理模块的速度匹配问题，在这两模块之间加入数据缓冲区，可采用FIFO或SRAM，本系统采用ISSI公司的64 Kx16 bit存储空间的高速SRAM存储器IS61LV6416作为缓存存储解码BT．656码流得到的图像亮度数据。
3．2 图像数据处理模块
TMS320VC5509A内部仅有256 KB的RAM和64 KB的ROM，无法满足处理大量图像数据的需求，必须通过EMIF扩展外部存储器存放原始图像数据和应用程序。该系统外接Hynix公司HY57V641620EP SDRAM，其8 MB的存储空间用于存储图像数据；外接Spansion公司的S29AL008D Flash，其1 MB的存储空间用于存储应用程序和Boofloader。EMIF可与SDRAM无缝连接，接口连接如图2所示。由于TMS320VC5509A最大只能外扩16 KB的异步存储器，因此访问1 MB Flash需按分页方式访问，连接示意图如图3所示。
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