基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統技術方案

本實用新型專利技術屬于圖像處理技術領域，涉及一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統。目的是解決單一DSP圖像處理能力有限，而多個DSP進行圖像處理時資源不易于有效整合的技術問題。該系統包括多個DSP圖像處理模塊，每個DSP圖像處理模塊上均置有CCD圖像傳感器，DSP圖像處理模塊通過CAN總線與ARM綜合處理板相連，ARM綜合處理板還與底層執行顯示模塊和其他傳感器模塊相連；DSP圖像處理模塊的核心處理器采用TMS320DM642芯片，且DSP圖像處理模塊還包括與TMS320DM642芯片相連的視頻采集模塊、串行通信模塊和CAN總線模塊。該系統避免單個節點失效而使整個系統崩潰的危險，適合于多任務多目標的圖像處理系統。通過CAN總線控制器實現了DSP芯片之間以及DSP和其他嵌入式芯片之間的穩定高效的通信。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于圖像處理
，涉及一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統。
技術介紹
圖像處理技術廣泛應用于軍事、交通和工業生產等領域。當前圖像處理系統主要采用PC機和DSP兩種硬件系統，而DSP與PC機相比具有成本低、功耗小、運行穩定可靠等優勢，因此在圖像處理領域具有更加廣泛的應用。使用單一的DSP進行多圖像目標的識別處理會出現資源緊張，從而影響實時性；并且單個DSP架構若核心模塊故障會使整個系統崩潰。與一般的通信總線相比，CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計，CAN總線越來越受到人們的重視。它的出現為分布式控制系統實現各節點之間實時、可靠的數據通信提供了強有力的技術支持。CAN總線技術被廣泛地應用于汽車、工業自動化、船舶、醫療設備、工業設備等方面，而在圖像數據傳輸領域應用較少。實際應用中，多個圖像模塊的通信往往使用串口傳送少量信息，各個圖像模塊資源不易整合利用。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是單一 DSP圖像處理能力有限，而多個DSP進行圖像處理時資源不易于有效整合，提供一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統。本技術所采用的技術方案是一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，包括多個DSP圖像處理模塊，每個DSP圖像處理模塊上均置有CXD圖像傳感器，DSP圖像處理模塊通過CAN總線與ARM綜合處理板相連，ARM綜合處理板還與底層執行顯示模塊和其他傳感器模塊相連。如上所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其中所述DSP圖像處理模塊的核心處理器采用TMS320DM642芯片，且DSP圖像處理模塊還包括與TMS320DM642芯片相連的視頻采集模塊、串行通信模塊和CAN總線模塊。如上所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其中所述TMS320DM642芯片通過64位的外部存儲器接口與SDRAM和FLASH連接。如上所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其中所述視頻采集模塊采用SAA7113視頻解碼芯片，且SAA7113視頻解碼芯片的數據輸出口 VPO接DSP芯片的VPO對應數據端口，LLC管腳接DSP芯片的VP0CLK0管腳作為VPO的同步時鐘。如上所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其中所述串行通信模塊采用TL16C752B通用異步收發器UART，包含兩路相互獨立的異步收發器，接收和發送各帶64-字節FIFO，并各自帶有Modem接口信號。如上所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其中所述CAN總線模塊采用獨立CAN控制器MCP2515實現CAN協議，其帶有兩個驗收屏蔽寄存器和六個驗收濾波寄存器；MCP2515芯片帶有SPI接口，將DSP芯片的McBSPl配置成SPI接口，DSP芯片作為主設備，MCP2515作為從設備。如上所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其中所述ARM綜合處理板采用三星s3c2440芯片，并配有64MB SDRAM和128MB NANDFLASH進行數據和程序的存儲，所述s3c2440芯片通過SPI接口外接MCP2515獨立CAN總線控制器進行CAN通訊，還外接了 Altera CPLD EPM7128進行電路的邏輯控制。本技術的有益效果是(I)該系統由若干TMS320DM642DSP圖像處理模塊和ARM綜合處理板組成。各個DSP圖像處理模塊進行不同的圖像處理任務，ARM綜合處理板進行綜合決策處理，各個子系統之間通過CAN總線進行通訊，從而實現了一種低成本、低功耗和高實時性和可靠性的分布式圖像處理系統。(2)本專利技術有效解決了單一 DSP模塊進行圖像處理時負擔過重，而多個DSP圖像模塊同時處理資源不易整合利用的問題，同時可以避免單個節點失效而使整個系統崩潰的危險，適合于多任務多目標的圖像處理系統。(3)每個圖像處理子系統和綜合處理系統是完全獨立的系統，可根據現場的實際應用需求調整攝像頭和DSP模塊的位置，設計對應的圖像處理軟件系統，具有高度的靈活性和可擴展性。(4)通過CAN總線控制器實現了 DSP芯片之間以及DSP和其他嵌入式芯片之間的穩定高效的通信，該技術適合于其他多處理器系統的構建，同時可加入其他CAN總線設備。附圖說明圖I為本技術提供的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統圖；圖2為DSP圖像處理模塊結構框圖；圖3為視頻采集模塊原理圖；圖4為CAN總線模塊框圖；圖5為ARM綜合處理模塊結構框圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術提供的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統進行介紹如圖I所示，一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，包括多個DSP圖像處理模塊，每個DSP圖像處理模塊上均置有CXD圖像傳感器(即CXD攝像頭)，DSP圖像處理模塊通過CAN總線與ARM綜合處理板相連，ARM綜合處理板還與底層執行顯示模塊和其他傳感器模塊相連。每個DSP圖像處理模塊都有一路視頻輸入接口，該接口接收NTSC/PAL制式的視頻信號，通過視頻解碼芯片將解碼后的視頻流送到DSP圖像處理模塊的視頻口。DSP圖像處理模塊可采用TMS320DM642型號芯片，該子系統具有4MX64的RAM和4M的FLASH。ARM綜合處理板接收各個DSP圖像處理模塊圖像處理的結果和其他傳感器信息并進行綜合處理和發送指令到擴展出的底層執行顯示模塊。核心處理芯片可以采用三星s3c2440芯片，該芯片內置了 ARM9內核。該處理板配有64MB SDRAM和128MB NAND FLASH進行數據和程序的存儲。每個DSP圖像處理模塊和ARM綜合處理板上都有獨立CAN控制器MCP2515，該芯片通過SPI接口與TMS320DM642或s3c2440處理器通信。各個板子之間通過CAN總線組成通信網絡，使得各個子系統之間可以自由通信。此外，DSP圖像處理模塊和ARM綜合處理板都留有串口通信模塊作為備用通信接口，也可傳輸少量信息。ARM綜合處理板上還設計有Altera CPLD EPM7128芯片作為電路的邏輯控制和接口擴展，使系統有更好的冗余性。各個DSP圖像處理模塊根據需要對各個區域進行圖像采集，并分別進行相關的圖像處理，處理結果通過CAN總線傳送至ARM綜合處理板中，進行數據綜合分析和決策。DSP圖像處理模塊和ARM綜合處理板可根據需要方便的增減而對其他部分無影響，使系統具有較好的靈活性和可擴展性。此外，ARM綜合處理板也可以擴展傳感器模塊或顯示執行模塊。如圖2所示，DSP圖像處理模塊的核心處理器采用TI C6000系列的TMS320DM642芯片，該芯片是是TI公司推出的針對多媒體處理領域應用的高性能32位定點DSP，它的工作主頻最高達720MHZ，具有8個并行運算單元，處理能力可達5760MIPS，采用高級超長指令字結構和硬件流水機制，使其在一個指令周期能夠并行處理多條指令，從而加快了處理速度，這使得構建小型實時化的視頻處理系統成為可能。 TMS320DM642通過64位的EMIF (外部存儲器接口)與SDRAM和FLASH連接，將4MX64的SDRAM作為圖像和程序的存儲空間。TMS320DM642的CE本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其特征在于：包括多個DSP圖像處理模塊，每個DSP圖像處理模塊上均置有CCD圖像傳感器，DSP圖像處理模塊通過CAN總線與ARM綜合處理板相連，ARM綜合處理板還與底層執行顯示模塊和其他傳感器模塊相連。

【技術特征摘要】
1.一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其特征在于包括多個DSP圖像處理模塊，每個DSP圖像處理模塊上均置有CXD圖像傳感器，DSP圖像處理模塊通過CAN總線與ARM綜合處理板相連，ARM綜合處理板還與底層執行顯示模塊和其他傳感器模塊相連。2.根據權利要求I所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其特征在于所述DSP圖像處理模塊的核心處理器采用TMS320DM642芯片，且DSP圖像處理模塊還包括與TMS320DM642芯片相連的視頻采集模塊、串行通信模塊和CAN總線模塊。3.根據權利要求2所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其特征在于所述TMS320DM642芯片通過64位的外部存儲器接口與SDRAM和FLASH連接。4.根據權利要求2所述的一種基于CAN總線的分布式DSP圖像處理系統，其特征在于所述視頻采集模塊采用SAA7113視頻解碼芯片，且SAA7113視頻解碼芯片的數據輸出口 VPO接DSP芯片的VPO對應數據端口，LLC管腳接DSP芯片的VP0CLK0管腳作為VPO的同...

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯曉磊，劉同林，張典國，王冬，牛俊惠，
申請(專利權)人：中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所，
類型：實用新型
國別省市：