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基于AMBA3.0总线的图像采集系统的设计与实现
作 者: 严平锋
导 师: 凌志浩
学 校: 华东理工大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: 图像采集 AMBA总线 IP核复用 FPGA ARM
分类号: TP274.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
下 载: 23次
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内容摘要
随着半导体技术的迅速发展,深亚微米工艺技术日益成熟,集成电路设计的规模越来越大,越来越复杂,数字IC从基于时序驱动的设计方法,发展到基于IP核复用的设计方法,并在SoC平台设计中得到了广泛应用。IP核互连的方法,总线桥的设计以及总线协议决定了SoC平台的性能。AMBA总线规范由ARM公司定义,是一组基于ARM核的SoC通信的标准协议。AMBA3.0总线协议具有带宽高、延迟小和设计灵活等优点,是目前业界主流的高性能总线协议标准。随着视频图像技术的快速发展,人们对视频图像尤其对高分辨率、高帧率的视频图像的需求越来越高。为了满足对不同格式视频图像的采集系统的要求,设计了一种基于AMBA3.0总线的图像采集系统。首先本文论述了总线技术与图像采集系统的发展状况,提出了基于AMBA3.0总线的图像采集系统的总体设计方案。其次阐述了系统整体架构的设计和系统所用器件的选择,并分析了他们的工作原理。然后介绍了图像采集系统硬件模块的电路设计以及系统软件的开发,并给出了软件开发流程图。对图像采集系统进行了板级测试、波形仿真测试以及逻辑分析仪测试,以此来验证系统设计的可靠性和稳定性。实验结果表明图像的采集、处理和显示等功能良好。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-7 目录 7-10 第1章 绪论 10-18 1.1 课题的研究背景和意义 10-11 1.2 相关领域的研究现状 11-16 1.2.1 总线技术 11-14 1.2.2 视频图像技术发展 14-16 1.3 论文的研究内容 16-18 第2章 基于AMBA总线图像采集系统的工作原理 18-28 2.1 AMBA3.0总线 18-23 2.1.1 AXI总线概述 18-21 2.1.2 AHB总线概述 21-22 2.1.3 APB总线概述 22-23 2.2 FPGA设计流程 23-25 2.2.1 Quartus Ⅱ设计流程 23-24 2.2.2 EDA工具设计流程 24-25 2.3 图像技术 25-27 2.3.1 图像采集技术 25 2.3.2 图像处理技术 25-27 2.4 本章小结 27-28 第3章 图像采集系统整体设计 28-36 3.1 系统硬件开发环境 28-29 3.2 系统的整体设计 29 3.3 系统主要硬件 29-35 3.3.1 FPGA芯片Altera Stratix Ⅲ 29-30 3.3.2 ARM应用处理器Freescale i.MX515 30-34 3.3.4 TFT_LCD WVGA显示屏 34-35 3.4 本章小结 35-36 第4章 系统模块设计 36-42 4.1 顶层接口模块设计 36 4.2 图像采集接口模块 36-37 4.3 图像处理接口模块 37-39 4.4 图像显示接口模块 39 4.5 FPGA系统时钟域 39-40 4.6 AMBA总线接口 40-41 4.6.1 AHB2APB接口电路 40 4.6.2 APB2AHB接口电路 40-41 4.7 本章小结 41-42 第5章 系统软件设计 42-50 5.1 软件平台的选择 42 5.2 嵌入式软件流程 42-43 5.2.1 RealView开发工具 42-43 5.2.2 嵌入式软件流程 43 5.3 ARM CPU寄存器配置 43-49 5.3.1 主程序初始化配置 43-46 5.3.2 CSI模块配置 46-47 5.3.3 PXP模块配置 47-48 5.3.4 LCDIF模块配置 48-49 5.4 本章小结 49-50 第6章 图像采集系统的测试 50-60 6.1 系统板级测试 50-55 6.1.1 板级测试流程 50-52 6.1.2 板级实验结果与分析 52-55 6.2 波形仿真测试 55-59 6.2.1 波形仿真测试流程 55-56 6.2.2 波形仿真测试结果与分析 56-59 6.3 逻辑分析仪测试 59 6.3.1 逻辑分析仪测试流程 59 6.3.2 逻辑分析仪测试结果与分析 59 6.4 本章小结 59-60 第7章 总结与展望 60-62 7.1 总结 60-61 7.2 展望 61-62 参考文献 62-67 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 67-68 致谢 68
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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