伴隨著人工智能、信息交互和5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)字視頻技術(shù)在各類武器裝備中應(yīng)用越來越多。高清數(shù)字視頻原始數(shù)據(jù)量較大,傳輸所需帶寬較高,飛行器的導(dǎo)航記錄儀存儲空間有限,針對這一問題,本文設(shè)計(jì)了一種基于DSP和FPGA架構(gòu)的視頻處理系統(tǒng),可以對視頻信息進(jìn)行壓縮后存儲,用于記錄某型飛機(jī)執(zhí)行飛行任務(wù)過程中的視頻數(shù)據(jù)。本文首先分析了數(shù)字視頻技術(shù)的研究背景和意義,提出視頻處理系統(tǒng)的研究價(jià)值。然后簡單介紹了視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)和達(dá)芬奇技術(shù)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀,闡述了系統(tǒng)選用DSP+FPGA架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)意義。其次根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)需求,提出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,并在此基礎(chǔ)上按照功能對系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分,從硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面對各個(gè)功能模塊進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)選用DSP+FPGA作為基本架構(gòu)的硬件平臺,并運(yùn)用H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)的壓縮算法,實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮、存儲�？傮w遵循通用化、模塊化、系列化設(shè)計(jì)思想,利用先進(jìn)成熟的技術(shù),以確保較好適用性和較高可靠性。最后,提出系統(tǒng)測試方案,搭建測試環(huán)境,對視頻處理板進(jìn)行基本硬件測試,通過數(shù)據(jù)回放軟件對存儲板中記錄的視頻流回放,對比分析編碼前后視頻流數(shù)據(jù)量的大小,計(jì)算視頻壓縮比率,分析視頻處理系統(tǒng)壓縮功能。經(jīng)測試和驗(yàn)證,本文設(shè)計(jì)的視頻處理系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo),已成功應(yīng)用在機(jī)載設(shè)備中。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;V243
【部分圖文】：

充分地解決了定制電路的特點(diǎn)，受到了廣泛的應(yīng)用。FPGA 供應(yīng)商主要是 Altera和 Xilinx 公司，Xilinx 公司的產(chǎn)品在軍工市場用的比較多。Xilinx 公司 FPGA 設(shè)計(jì)采用28nm 節(jié)點(diǎn)達(dá)到高性能、低功耗的要求，產(chǎn)品主要包括 Spartan -7、Artix -7、Kintex -7和 Virtex -7 四個(gè) FPGA 系列。其中，Kintex-7 系列是一種新型 Xilinx FPGA，均采用 6輸入 LUT 統(tǒng)一架構(gòu)，擁有較高靈活性和較好擴(kuò)展性，和 Virtex -7 系列產(chǎn)品相比，性能相當(dāng)，但價(jià)格更便宜，靈活性更高，而且功耗也較低，該系列產(chǎn)品除了滿足低功耗低成本開發(fā)外，它的信號處理能力也能夠滿足多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求[34]。其中，Kintex -7 產(chǎn)品擁有高達(dá) 478K 邏輯單元，可以與 VCXO 元件、AXI IP、和 AMS 集成構(gòu)建可編程控制系統(tǒng)，支持高達(dá) 32 路 12.5G 收發(fā)器、2845 GMAC、34Mb BRAM 和高達(dá) 1866Mb/s DDR3，內(nèi)部包含 14 個(gè) BANK 塊，I/O 數(shù)量最大可達(dá) 676 個(gè)，接口資源豐富。與相似密度 40nm器件相比，價(jià)格和功耗都是原來的一半。本系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA 主要實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)格式的解析以及格式轉(zhuǎn)換功能，采用的是 Kintex-7 系列的 XC7K325T 可編程邏輯器件，詳細(xì)資源參數(shù)如圖 2.3 所示：

圖 3.15 串口調(diào)試線纜ow 上的虛擬終端軟件 Tera Term，設(shè)置串口參數(shù)，選擇對，8bit 數(shù)據(jù)位，在板卡啟動(dòng) Uboot 程序運(yùn)行倒計(jì)時(shí)的時(shí)候的 IP 跟計(jì)算機(jī)的 IP 設(shè)置到同一個(gè)網(wǎng)段，使計(jì)算機(jī)作為板過命令為：ping 192.168.5.25 測試網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是否聯(lián)通，序行；inci EMAC device68.5.25 is aliveOOT 環(huán)境下鍵入 mw.b 0x81000000 0xFF 0x300000 回車，響應(yīng)后，鍵入 tftp 0x81000000 uImage 回車，從 PC 機(jī)將000000 為起始地址的內(nèi)存中。數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中終端顯示

和文件系統(tǒng)后還需在 UBOOT 環(huán)境下設(shè)置啟動(dòng)選OOT 的 nand 分區(qū)中的，所以如果不需要重新燒一次啟動(dòng)選項(xiàng)就行，但為了確保啟動(dòng)選項(xiàng)已經(jīng)設(shè)項(xiàng)的設(shè)置情況。如果首次設(shè)置啟動(dòng)項(xiàng)，在 UBOOd 0x81000000 0x00580000 0x300000; bootm 0x8sole=ttyO2,115200n8 noinitrd mem=256M rootwairoot=ubi0:rootfs init=/init rw ip=192.168.5.232:19:on vram=20M notifyk.vpssm3_sva=0xBEE00000完成后可以通過 print 命令查看數(shù)據(jù)是否保存。
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本文編號：2865044