|
（６）产生一并／串转换电路，以将并行读入的字符图形数据串行移位输出至图形叠加电路，从而实现“＋”、“□”图形在视频图像上的叠加。
其ＦＰＧＡ内部结构框图如图３所示。
３．４ 双ＤＳＰ＋双口ＲＡＭ 图像处理模块
高速并行数字信号处理电路以双ＤＳＰ为并行运算处理核心单元，并辅以双口ＲＡＭ来实现视频图像的高速缓存，从而完成大运算量的高速实时目标跟踪处理任务。该并行处理系统的组成与功能分述如下：
ａ． 视频图像高速缓存子模块
为了实现图像的实时采集与高速处理，本系统用两片双口ＲＡＭ组成相互独立的视频缓存，分别对应主／从ＤＳＰ处理器。设计时选用ＩＤＴ公司的３．３Ｖ 异步双口ＰＲＡＭ ＩＤＴ７０Ｖ６５７，同时与ＤＳＰ接口采用ＡＳＲＡＭ方式。由于ＥＭＩＦ的ＡＳＲＡＭ接口支持３２Ｂｉｔ的数据接口，因此，利用ＩＤＴ７０Ｖ６５７构成不完全地址结构来存取数据能够更好地实现８Ｂｉｔ锁存数据与Ｃ６４１４的接口，而无须对ＤＰＲＡＭ进行宽度扩展。同时亦可减少ＤＳＰ读取外部数据的时间开销。
ＩＤＴ７０Ｖ６５７的大小是３２Ｋ×３６Ｂｉｔ系统采用将两个ＤＰＲＡＭ各划分为前后两个半场的方式来实现存取数据时的乒乓切换。即在系统工作的任一时刻，当对ＤＰＲＡＭ前半场写入数据时，使ＤＰＲＡＭ后半场向ＤＳＰ读出数据。当前半场写满视频数据时，由ＦＰＧＡ给ＤＳＰ发出中断信号，以通知ＤＳＰ读出ＤＰＲＡＭ前半场所写入数据，同时，将Ａ／Ｄ转换器的数据写入ＤＰＲＡＭ后半场缓冲空间，如此反复进行来实现数据的读出与写入同步操作。
ｂ． 双ＤＳＰ高速信号处理系统
ＴＭＳ３２０Ｃ６４１４－６００型ＤＳＰ的主频高达６００ＭＨｚ，在超高速实时图像处理领域有着非常出色的性能。本系统的双ＤＳＰ高速实时信号处理系统就以２片Ｃ６４１４－６００ ＤＳＰ芯片为核心组成邻域图像并行处理机，并通过系统任务的划分与分解实现同步并行运算处理。其系统框图如图４所示。
在本系统中，主ＤＳＰ完成的主要功能如下：
（１） 实现外部缓存数据到片内的搬移，为ＤＳＰ高速批处理开辟片内二级缓存；
（２） 实现与外部上位机的即时通讯，接收外部命令与目标参数；
（３） 实现与从ＤＳＰ的即时通信，下传命令字与目标参数以及获取中间结果；
（４） 运行系统跟踪算法，承担系统核心运算任务的一半；
（５） 与ＦＰＧＡ建立即时通信，实现系统程序模块的调度与协调；
从ＤＳＰ完成的主要功能是：
(１) 实现外部缓存数据到片内的搬移，为ＤＳＰ高速批处理开辟片内二级缓存；
（２）运行系统跟踪算法，承担系统核心运算任务的一半；
（３）实现与主ＤＳＰ的即时通信，上传匹配运算中间结果；
（４）与ＦＰＧＡ建立即时通信，实现系统程序模块的调度与协调。
双ＤＳＰ处理系统的柔性特色体现在：可依据实时环境需要加载不同的跟踪算法来实现目标跟踪。算法运行之初,两片Ｃ６４１４－６００都在ＦＰＧＡ的控制下，通过ＥＭＩＦＡ口以ＥＤＭＡ方式，分若干次,依系统跟踪算法而定将外部视频缓存中的数据（一场图像）依次读入ＤＳＰ的Ｌ２片内缓存中；算法运行之后,主从ＤＳＰ则通过ＭｃＢＳＰ直接互接来实现双ＤＳＰ间的高速同步通信以便交换数据处理结果。
系统设计中，Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ选用ＡＭＤ公司的ＡＭ２９ＬＶ８００（１Ｍ×８Ｂｉｔ）来把ＦＬＡＳＨ映射到ＤＳＰ统一编址地址空间ＥＭＩＦＢ口的ＣＥ１空间。当系统上电复位后，该地址空间为首先引导区域，这样即可将应用程序代码加载到片内高速执行，从而实现系统的脱机运行。
３．５ 异步通信模块
本系统与外部上位机的异步通信主要通过主ＤＳＰ的ＭｃＢＳＰ。Ｃ６０００的ＭｃＢＳＰ是一个功能非常强大的标准串口,支持全双工串行通信，它的双缓冲数据寄存器允许连续的数据流,可与多达１２８个通道进行收发通信。通过对ＭｃＢＳＰ的ＳＰＣＲ、ＲＣＲ、ＸＣＲ、ＳＲＧＲ、ＰＣＲ寄存器的配置可实现系统通信时收发数据的帧同步和时钟同步。
由于外部上位机的通讯机制是ＲＳ４２２标准，而ＤＳＰ与外部通信只提供ＲＳ２３２接口，故应采用一片ＭＡＸ３０７４芯片来实现ＲＳ４２２到ＲＳ２３２的转换。ＭＡＸ３０７４是ＭＡＸＩＭ公司生产的一款专门用于ＲＳ４２２／４８５至ＲＳ２３２的转接芯片，采用３．３Ｖ供电，这与Ｃ６０００ ＤＳＰ 外围供电电压一致，连接非常方便，不再需要多余的电压适配器。另一方面，由于ＭｃＢＳＰ为同步串口，为了实现ＭｃＢＳＰ与ＲＳ２３２的无缝连接，可通过软件加入发送扩展算法与接收压缩算法，从而实现ＤＳＰ与上位机异步串口通信协议的握手。
３．６ 图形显示模块
该模块由图形存储器、图形叠加电路和视频监视器组成。图形存储器选择ＩＤＴ公司的７０Ｖ０８（６４Ｋ×８Ｂｉｔｓ）ＤＰＲＡＭ来存储标识目标匹配位置的图形数据。图形叠加电路用于实现视频与图形的叠加，并最终由视频监视器显示叠加结果。
４ 系统工作流程
本系统的软件工作模式包括复位和初始化模式、运行模式、系统维护模式，可由系统程序来控制三种模式的切换。
在复位和初始化模式下，系统启动后将由主从ＤＳＰ同步实现程序搬移,把程序代码搬移到片内并运行系统程序，从而初始化主从ＤＳＰ的运行环境并设置相关参数。 |
