内嵌ARM核的FPGA器件在图像检测中的应用.pdfVIP

维普资讯 工《业控制计算机}2005年 18卷第5期 63 内嵌ARM核的FPGA器件在图像检测中的应用 宋 鹏 江 洁 张广军 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院(100083) Abstract Thepaperintroduces the structure and specialty ofa FPGA chipwith ARM inside，build an image detection hardware platform on EPXA1Results show thatthe system cancapture image in 12fpsand the centerdetectmethod oflightstripe can accomplish ina high speed Keywords：ARM．FPGA，EPXA1．image detection．1ightstripe 摘 要 介绍了一种内嵌ARM核的FPGA芯片的结构及特点，搭建了以EPXA1为核心的图像检测硬件系统。实验结果表明检 测系统能够进行 1024x1024，12fps的图象采集，同时在ARM 中实现 了光务中心定位算法。 关键词：ARM，FPGA，EPXA1，图象检测，光条 随着工业领域应用的不断拓宽，小型化 、低功耗成为其面临 本系统硬件部分由CMOS驱动 、数据处理 、存储 、通信、电 的主要问题，采用内嵌ARM核的FPGA来实现图像采集和处 源五个部分组成 。其 中CMOS驱动和数据处理两个部分 由 理系统不仅减小了系统的体积和功耗，还使系统设计进入了 EPXA1来实现。 SOPC时代，把图像检测系统的发展引入了更新的领域。本文以 (1)CMOS驱动和数据处理 光学(图像)检测系统的小型化，集成化出发点，采用高集成度的 由于本系统使用了一片内嵌ARM核的FPGA芯片EPX— CMOS图像传感器作为成像器件，应用内嵌ARM 处理器 (Ad— A1，CMOS驱动以及数据处理这两个部分便被集成到了一起。 vancedRlSCMachine)的FPGA器件EPXA1实现了一个图 EPXA1是 Altera公 司 应 用 SOPC (System On Pro— 像检测系统硬件平台，既提高了识别速度，满足了小体积低功耗 grammableChip)技术，结合逻辑(FPGA)、存储(SRAM)及嵌入 的要求 ，又由于ARM 的使用及 FGPA的可编程特性使得整个 式处理器 (ARM核)于单芯片的可编程逻辑器件。其内部结构及 图像检测系统具有良好的町扩展性 ，可以满足各种工业检测的 实物图如图2所示： 需要。 1 硬件系统 图像检测系统都是由图像传感器和控制运算电路构成。传 甲甲 统的控制运算电路由于既要给CMOS或CCD芯片输出控制信 ． ．．． ．．． fl 号，又要对采集到的图像数据进行处理 ，因此大多都由两个独立 l … ： I±． 的电路系统组成。一般 由FPGA (FieldProgrammableGate ． I L f~111{。j Array)来控制图像传感