嵌入式双目机器视觉平台中DM642芯片应用
由于近年DSP芯片速度与功能的快速提高,逐渐展现出其在数字视音频领域的应用前景。DM642作为一款视频处理芯片,已在H.264等嵌入式视频编解码方面应用较广,而作为双目视觉平台则鲜有之。现构建嵌入式双目机器视觉平台,将两路视频采集、处理与一路视频输出等功能集成一体,给出了一个完整的硬件解决方案。
核心板组成最小系统,是本系统的处理核心,在功能上主要完成图像的处理工作,其上有JTAG口,可连接仿真器,用来在线调试。核心板包含两路数字视频输入、一路数字视频输出,同时预留网络接口、串口接口、HPI/PCI接口和部分通用IO口,并采用排针引出。
此举的目的在于构成通用的图像处理平台,使不同的课题可根据各自项目要求,采用不同像素精度、采样速率和带宽的编解码芯片,构成新的图像处理系统,也可再配以PCI或者HPI接口,将此平台作为PC机上的板卡或者ARM的子系统,构成功能更强大的嵌入式处理系统。
为构建双目视觉平台的需要(PAL制模拟视频),本系统的视频板主要功能是两路模拟视频采集,并进行模数转换,一路视频数模转换并模拟视频输出。视频板的另一功能是电源转换,由外接6~12V电源,可输出3.3V和1.4V直流电压,还设置了串口接头和网口接口用于外部通信,设计了光电隔离部分,用于扩展键盘。
核心板的功能主要为图像处理与接口控制,由DM642,CPLD,SDRAM和Flash组成,四者通过64bit宽的外围存储器接口EMIF来连接,CPLD负责片选、页选等逻辑控制;SDRAM外部存储器存储图像数据,并在图像处理过程中存储必要的数据和程序,采用2片HY57V283220TSDRAM芯片扩展了32Mbyte(4M×64bit)的片外存储空间,在CEO空间提供了64bit宽的SDRAM接口总线,大大提高了RAM与CPU的数据交互速度;4Mbyte的AM29LV320DB90E1Flash存储器,映射到CE1的低地址空间,用来BootLoading和存储CPLD配置信息。
本系统中,CE1空间被配置为8bit宽,Flash是8bit宽的,所以原来的第16位数据位,复用作A3地址位。CPLD用来创建2根地址线,把Flash分成4页,每页1Mbytes。当系统复位时,Flash位于第0页。在系统初始化完成后,可通过CPLD控制选页,从而实现对Flash各页的读写操作。在TMS320DM642上电或复位时,DSP会从位于外部CE1空间的Flash的起始地址拷贝1Kbyte的代码到内部RAM地址为0处,并开始执行。用户需要用这1Kbyte的代码把自己的用户程序加载并指向起始点,开始运行。
本模块重点与难点在于CPLD的时序设计与BootLoader程序设计。CPLD需同时顾及SDRAM,FLASH与串口芯片的地址、页选与功能控制,并需配合DM642集成开发环境的工具FlashBurner进行在线Flash烧写,其中不仅需要设计CPLD控制代码,还要改写FlashBurher的地址选通等相关代码。