基于PowerPC的小目標檢測系統設計

　　3. 2　微處理器子系統設計

　　PowerPC微處理器子系統以PowerPC微處理器硬核為核心,通過處理器局部總線( PLB)與片內塊RAM連接,進行高速數據傳輸;通過OPB總線與外圍慢速設備進行交互,外設通過相應的外設接口IP控制器與總線互連。根據系統設計需求,需要用到的外設接口IP主要有: GPIO控制器(用于外部中斷信號輸入、控制命令輸出以及單個數據的傳輸)、EMC接口控制器(訪問外部ZBT SRAM)、DDR SDRAM控制器(控制DDR SDRAM)、UART控制器(與上位機通信,便于調試和產生按鍵輸入中斷控制系統功能)、Timer定時器/計數器(對軌跡關聯及門限值求取的處理時間進行監控)、INTR中斷控制器(多中斷輸入管理)等。系統組成如圖4所示。

圖4　PowerPC微處理器系統框圖

　　4　PowerPC微處理器子系統調試及分析

　　為了驗證開發的應用程序是否能實時實現軌跡關聯,在應用程序中設計一個生成候選點的圖像程序塊, 生成好這些處理對象, 然后利用計時器( timer) ,監視處理完每一幀圖像消耗的時間,同時把PowerPC微處理器子系統檢測到的軌跡信息以及消耗的時間輸出在超級終端,以檢查PowerPC微處理器子系統的工作情況。

　　本次調試中,設計的每幀候選點圖像中都只包含兩個目標點,而且都按Vx = 1,Vy = 1的速率作勻速直線運動。圖5給出一組軌跡關聯測試結果。通過數據分析可知,系統處理一條軌跡長度超過15的軌跡平均耗時也不會超過0. 04ms。對于100幀/秒的輸入圖像數據,經過5幀一階段的能量累加過后,得到的候選點圖像幀頻為20幀/秒。假設一幀候選點圖像包含300個候選點,則可以設置軌跡關聯最大預設軌跡數為1000,那么, 1000條軌跡的關聯處理不會超過40ms,還在候選點圖像幀周期之內。所以PowerPC完全能夠實時完成軌跡關聯任務。

圖5　軌跡關聯測試結果圖

　　5　結　論

　　經調試驗證, 本設計達到了預期效果。基于PowerPC的小目標檢測系統能夠實時實現小目標檢測,而且硬件資源的余量以及處理器處理能力的潛力都為系統改進和升級提供了可能。