文档介绍：NANCHANG UNIVERSITY
课程论文
题目:基于TMS320C6204 DSP的图像处理系统设计
学院: 信工学院系电子系
专业班级: 信号与信息处理专业10级
学生姓名: 辜道平学号: 406107408050
时间: 2011年6月30日
摘要
图像处理在现代社会发展中有着广泛而重要的应用,目前的图像处理系统多以图像卡的形式出现,借助微机系统高处理速度和大存储容量来完成对图像的相关处理工作。但是同时带来了体积大、成本高、抗干扰能力差的缺点。针对于此,本文提出并实现了一种图像处理系统,该图像处理系统在数字信号处理器(DSP)的控制下,不借助任何微机系统即可完成对图像的采集、转换、处理以及显示等相关工作,即做到了“嵌入式”。该“嵌入式”图像处理系统具有体积小、成本低、工作可靠等优点,特别适合于工业现场的使用。该“嵌入式”图像处理系统的核心器件是Tl公司推出的一款高性能定点数字信号处理器(DSP)一TMS320C6204,它具有强大的硬件结构和软件系统,加之高达1600MIPs的运算速度,在外围器件A/D转换器、D/A转换器、先入先出缓冲器FIFO、同步动态RAM以及FLASH闪速存储器等协同工作下,使得该系统独立于其它系统,便可以完成图像处理的相关工作,做到完全的“嵌入式”。
关键词: DSP 数字图像处理 SDRAM FIFO
所谓的图像处理就是对所获得的图像信息进行分析和处理,以满足于人们的需要或者科学研究的需求。图像处理技术的方法很多,主要分为光学方法和电子学方法。目前以计算机为核心的数字图像处理技术在日常生活、工农业生产以及国防建设中都起着越来越重要的作用。
数字图像处理的发展是随着计算机技术的发展而发展壮大的。图像处理系统的发展十分迅速,其最主要的原因在于计算机的高速发展。从1981年的第一台美国IBM公司的PC微机发展到现在的奔腾微机,其惊人的发展速度,极大的推动了图像处理系统的发展。另一个方面,半导体器件的迅猛发展也促进了图像处理系统的发展。
尽管图像处理系统的发展很快,但是目前来说,主要还是以图像采集卡的方式进行工作的。这是有其原因的:
·微机处理速度快、存储容量大。
·图像卡设计简单。
·软件开发简单。
以上所述正是图像卡发展壮大的原因,图像卡的发展也确实带来了很大的社会效益和经济效益。但是它也并不是只有优点毫无缺点的。其缺点表现在以下几点:
·抗干扰能力差。
·体积大、对环境条件要求高。
鉴于以上原因,在此本文提出了一种新的图像处理系统—基于DSP的图像处理系统。本系统的特点在于它完全的“嵌入式”(它的工作完全脱离了微机的控制)和体积小、成本低以及工作稳定。
1 TMS320C6204 DSP原理
DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理器是近年来发展起来的一种新型的微电子器件。DSP芯片建立在数字信号处理的各种理论和算法的基础上,再加上特殊的软、硬件结构,特别适合于数字信号处理。
目前,DSP芯片的供应商,包括美国的TI公司、AD公司、AT&T公司和Motorola公司等。其中TI公司的DSP芯片占世界DSP芯片市场的50%以上,在国内也被广泛的采用。TMS32OC6204是在1987年推出的一款高性能的定点数字信号处理器。由于其高速处理速度、强大的硬件结构和软件开发系统,另外还有高的性能价格比使得它在图像处理、雷达等领域得到广泛的使用。TMS320C6204具有强大的软硬件结构和开发工具。
硬件
·该处理器在结构上采用哈佛(Harvard)结构;
·除了在硬件上采用哈佛结构外,在程序执行方面采用的是三级流水线结构;
·CPU的运算速度达到1600MIPS;
·CPU具有6个算术逻辑单元和两个乘法器,这些功能单元可以并行工作,共用32个32位通用寄存器;
·32位外部存储器件接口(EMIF),可以方便、无缝(不用借助任何的逻辑器件)的与多种外部存储器件进行连接,以便扩展系统的程序、数据存储空间;
·具有4个独立的DMA通道和一个辅助DMA通道;
·两个32位定时器,其输入时钟可以是内部产生,也可以是外部时钟,可以用来计数、定时以及产生CPU的中断信号以及DMA的同步信号等多种信号;
·两个多通道缓冲接口McBSP(Multiehannel Buffered Serialport),不仅可以完成标准串口的全双工串行通信,还支持多种协议下的直接接口;
·具有32位扩展总线XP,既保留了异步主机接口,又增加了同步总线接口能力,与EMIF可以完全独立的工作,允许同时对这两个接口进行访问;
·该芯片采用超常指令字(VLIW)结构,最多可以允许8条32位指令并行操作大大提高了处理速度。
软件