采用TMS320VC5509A 圖像采集處理系統設計方案

2. 2. 2 TMS320VC5509A 與FLASH 的接口實現

FLASH 也稱閃存， 主要特點是在不加電的情況下能長期保存存儲的信息。本系統選用的是AMD 公司的AM29LV800B, 它具有以下特點： 高性能、訪問時間短至70 ns、超低功耗、2. 7~ 3. 6 V 單電源供電、數據可以安全保存超過20 年。系統初始化時， 5509A 自動配置EMIF的數據寬度為16 位， 它的存儲空間只能是CE1, 因此將5509A 的/ CE1 與FLASH 的片選信號/ CE 相連， / AOE、/AWE分別與FLASH 的/ OE、/ WE 相連， 但是5509A 最多只能外擴16 K 異步存儲器， 因此如果要訪問全部的512 K 字節地址需要按照分頁方式訪問， 這個訪問可以通過控制在CPLD 里設置的一個控制寄存器來實現。其中FLA SH 的高位地址線由CPL D 的控制寄存器控制， 該寄存器可以驅動FLASH 的高位地址線處于一個固定的狀態， 從而實現分頁的目的。5509A 與FLA SH 連接框圖如圖3 所示。

圖3 5509A 與FLASH 接口

3 系統軟件設計

本系統中， 軟件主要分為3 個部分： DSP 的圖像采集部分( 在CCS 軟件開發環境下用C 語言編制、調試實現) ;圖像處理部分以及CPLD 的邏輯控制部分( 在Quart us 環境下用VHDL 實現) 。圖像處理部分的算法函數( 圖像銳化、邊緣檢測等) 可在主程序中可以直接調用( 其中包括使用中值濾波對圖像進行預處理， 圖像二值化用于邊緣檢測， 以及拉普拉斯算法用于圖像銳化) 。CPLD 主要完成視頻解碼器與緩存的接口邏輯， 緩存與DSP 的接口邏輯和FLASH 的地址譯碼等功能。DSP 主程序流程圖如圖4 所示。

圖4 系統軟件流程

DSP 的主程序流程為： 系統在上電復位后， 需要完成系統的自舉， 自舉方式采取并行外部16 位異步內存引導方式， 因此需要將GPIO0、GPIO1、GPIO2 下拉， GPIO3 上拉[ 9??10] ; 當5509A 的bootloader 開始執行的時候， 程序會完成相應的初始化， 即將數據堆棧寄存器的地址配置為000090h, 系統堆棧寄存器的地址配置為000080h, 將ST 1_55寄存器的IN TM 域配置為1, 不使能中斷， 地址為000060h 和000061h 這兩個字用來暫時保存入口地址，ST 1_55 的SXMD 位被清0, ST1_55 的54CM 位被置1; 初始化完成后則開始執行bootloader 程序， bootloader 程序的自舉代碼存放在位于CE3 空間的FF_8000h 地址處， 然后讀取位于CE1 空間地址為200000h 的boot table, 即自舉表[8] ; 自舉完畢以后， 接著對時鐘、EMIF 進行初始化，然后初始化T VP5150 以及AL422B, 通過讀狀態寄存器判斷有無場同步信號V SYNC, 通過向控制寄存器2 寫數復位FIFO 的寫指針， 結束復位狀態， 想控制寄存器1 的ST ART 位寫1, 開始采集圖像; 當FIFO 滿一場圖像時， 觸發外部中斷INT 4, DSP 轉去執行中斷服務程序， 中斷服務程序首先將ST ART 位清零， 然后將FIFO 的讀指針復位， 結束復位狀態， 開始接收來自FIFO 的數據， DSP 將數據存入SDRAM, 供DSP 的后續處理。

4 結束語

考慮到應用場合需要低價位， 低功耗的處理芯片， 選用5509A 作為本系統的核心芯片; 結合現有的圖像處理算法， 設計出了一套低功耗， 低成本的嵌入式圖像采集與處理系統。