基于DM642的嵌入式可见光图像采集处理系统硬件设计与实现

摘要

迅速发展的多媒体技术近来得到了越来越广泛的应用，特别是其中的视频采集处理技术的应用给人们的生活带来了便利。DSP技术近年来的高速发展为视频处理技术的进一步发展提供了很大的帮助，TI公司推出的TMS320DM642数字多媒体处理器是针对视频处理应用DSP中的佼佼者，它具有很丰富的硬件外设和极为出色的处理性能，本文研究的可见光图像采集处理系统正是基于TMS320DM642。
　　本系统的总体方案是基于数字多媒体处理器TMS320DM642，并采用了ADV7171和ADV7181视频编解码芯片来搭建可见光图像采集处理系统的硬件平台。通过系统需要实现的主要功能来确定最合适的核心芯片，再通过核心芯片支持的硬件接口和外设，视频数据流格式等来确定相对次要的芯片，以视频数据流为设计主线，并保证其无缝连接。同时在设计中坚持了通用性，备用性，简易化，模块化等原则。经过总体方案设计，原理图以及PCB设计及绘制，制板和焊接，调试等技术环节，最终完成了该可见光图像采集处理系统。经过测试，其可以实现预定的可见光图像采集处理功能。本文主要工作如下：
　　1.根据图像采集处理系统工作的一般原理和上文提到的技术路线，设计出了一套较为通用的图像采集处理系统的总体方案，不只是给出设计本身，还讨论了为什么要这样设计。为进一步针对性较强的开发打下基础，通过相应的扩展即可更好的适用于图像识别或者视频压缩传输等应用。
　　2.采用模块化的设计方法，根据每个模块需要实现的功能设计出最优的实现电路，对视频采集和视频输出等关键模块做了充分的研究和详尽的分析，对遇到的问题给出了相应的解决方案。
　　3.视频编解码芯片ADV7171和ADV7181是本文的一大亮点，受TI针对DM642的开发板的影响，绝大部分DM642的应用照搬了其方案采用了SAA7105,SAA7115,TVP5150等视频编解码芯片，本文给出了另一种解决方案，并设计了其初始化程序。
　　4.对硬件模块做了PCB设计，充分考虑了串扰，反射，电源和地等信号完整性问题，保证了硬件功能的正常实现。
　　5.开发了视频采集端的驱动程序，并在硬件上调试成功，实现了对视频的采集功能。
　　6.搭建测试平台，对系统的采集和处理功能做了测试，通过集成开发环境CCS的在线实时调试可以发现系统的采集和处理耗时均满足实时性要求，测试表明系统可以完成对可见光图像实时的采集和处理。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与选题意义

1.2 可见光图像采集处理系统发展概况

1.3 CCD 相机的现状及发展概况

1.4 本论文的选题依据和主要研究内容

第二章 DSP概述和TMS320DM642

2.1 DSP的发展

2.2 DSP芯片的分类

2.3 DSP芯片的主要特点

2.4 DSP与ASIC、FPGA 以及通用CPU的比较

2.5 TMS320DM642

第三章 系统各硬件模块设计

3.1 系统的总体构架

3.2 光学部分介绍

3.3 视频采集模块设计及视频解码芯片的选型

3.4 视频输出模块设计及视频编码芯片的选型

3.5 电源模块设计

3.6 存储模块设计

3.7 串口模块设计

3.8 复位电路设计

3.9 图像处理模块的配置设计

第四章 系统的程序设计

4.1 系统的软件平台

4.2视频端口研究

4.3 视频采集端的程序研究

第五章 PCB设计研究

5.1 PCB设计中的信号完整性

5.2 布局布线

5.3 电源和地的处理

5.4 电容在PCB设计中的应用

5.5 磁珠在PCB设计中的应用

第六章 系统测试

6.1 系统采集功能测试及测试结论

6.2 系统的处理功能测试及测试结论

6.3 系统的处理能力分析

第七章 总结和展望

致谢

参考文献

在学期间的研究成果