【摘要】：折射率是液體的重要特性之一,它與溶液的濃度、色散和密度等存在密不可分的聯(lián)系。在要利用臨界角法測量硫酸溶液折射率的大背景下,本文闡述了基于FPGA的DSP高速圖像緩存硬件模塊的設計。在確定測量方案中的光學原理后,選取CMOS圖像傳感器圖像采集工具,然后在圖像的緩存與處理的中采用DSP(digital signal processor)+FPGA(Field Programmable Gate Array)的雙處理器的核心構架,其圖像緩存的速度達到了100Mhz,具有處理速度快,性能穩(wěn)定和可靠性強等諸多優(yōu)點。論文圍繞了五個部分進行,第一個部分主要闡述了圖像傳感器以及DSP+FPGA的雙處理器構架的選取然后確定具體選型方案;第二個部分是在項目要求的1.6V—3.2V前提下,設計出電源轉換的解決方案,然后根據(jù)各個芯片運行要求的上電時序來實現(xiàn)順序上電;第三個部分闡述了DSP和FPGA運行程序加載的相關硬件的存儲設計,CMOS圖像傳感器和FPGA及DSP彼此之間高速圖像數(shù)據(jù)緩存的存儲模塊設計,最后對JTAG接口進行微型化設計;第四個部分是圍繞硬件電路的保護功能設計、各個芯片相接需要的電平轉換設計、隔離設計以及PCB設計中的面臨復雜的EMC問題的解決方案設計;第五部分是針對上述步驟后制成PCB板后,進行硬件測試,通過用萬用表和示波器檢測電路中的短路、斷路及電源紋波特性等,最后通過軟件和仿真器進一步檢測硬件設計,最后結果證明基于FPGA的DSP圖像緩存硬件模塊設計成功。
[Abstract]:The refractive index is one of the important properties of the liquid, which is closely related to the concentration, dispersion and density of the solution. In order to measure the refractive index of sulfuric acid solution by the critical angle method, the design of the high-speed image cache hardware module based on FPGA is described in this paper. After the optical principle in the measurement scheme is determined, the CMOS image sensor image acquisition tool is selected, and then the core framework of the dual-processor of the DSP (digital signal processor) + FPGA (Field Programmable Gate Array) is adopted in the buffer and processing of the image, the speed of the image cache reaches 100 Mhz, and the method has the advantages of high processing speed, And has the advantages of stable performance, strong reliability and the like. In the first part, the selection of the dual processor architecture of the image sensor and the DSP + FPGA is introduced, and the specific type selection scheme is determined. The second part is the solution to design the power conversion under the premise of the requirement of 1.6 V and 3.2 V of the project. and then the sequential power-on is realized according to the required power-up timing of the operation requirements of each chip, the third part expounds the storage design of the related hardware loaded by the DSP and the FPGA running program, the CMOS image sensor and the FPGA and the storage module design of the high-speed image data cache of the DSP and the DSP, The fourth part is the protection function design around the hardware circuit, the level conversion design required for each chip, the isolation design and the solution design of the complex EMC problem in the PCB design; in the fifth part, after the PCB board is manufactured after the step, the hardware test is carried out, the short circuit, the open circuit, the power supply ripple characteristic and the like in the circuit are detected by a multimeter and an oscilloscope, and finally the hardware design is further detected by the software and the simulator, Finally, the design of the DSP image cache hardware module based on FPGA is proved to be successful.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN791;TP333

【參考文獻】

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本文編號：2502452