基于SOPC的運動(dòng)視覺(jué)處理系統的設計與實(shí)現

　　CSC（Color Space Convertorr）是 Altera公司提供的 MegaCore IP庫文件中的一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于圖像色彩空間轉換的 IP核，與軟件轉換相比，其具有明顯的速度優(yōu)勢和靈活性：

　　● 每個(gè)時(shí)鐘周期完成一個(gè)像素點(diǎn)的轉換

　　● 在 Stratix系列 FPGA中，時(shí)鐘頻率大于 200MHz

　　● 支持 RGB和 YCbCr、YUV之間的互換

　　● 用戶(hù)可以自定義轉換矩陣的相關(guān)系數

　　● 支持有符號數和無(wú)符號數

4 RAM數據緩沖區

　　輸入輸出的數據寬度為 2～32b 4 RAM數據緩沖區 Stratix II系列 FPGA最多包含有 9Mb的片上 RAM。這些 RAM采用 TriMatrix存儲結構，包括三種大小的嵌入式存儲器塊，分別為： 512b的M512塊，4Kb的M4K塊和512Kb的M-RAM塊，每個(gè)都可以配置支持各種特性，如單端口 RAM，雙端口 RAM，FIFO等，為大存儲量應用提供解決方案。

5 外部存儲器和外設接口

　　Stratix II系列 FPGA為外部存儲器的可靠數據傳送而進(jìn)行了優(yōu)化設計，支持最新的存儲接口訪(fǎng)問(wèn)片外存儲器。開(kāi)發(fā)人員使用 Stratix II先進(jìn)的器件特性和可定制的 IP核，能夠快速和方便地將各種大容量存儲器件集成到復雜的系統設計中。Stratix II支持各種最新的存儲接口。Stratix II系列 FPGA片內處理器與外設之間是通過(guò) Avalon交換式總線(xiàn)連接的。 Avalon交換式總線(xiàn)是 Altera開(kāi)發(fā)的一種專(zhuān)用內部連線(xiàn)技術(shù)，使用最少的邏輯資源來(lái)支持數據總線(xiàn)的復用、地址譯碼、等待周期的產(chǎn)生、外設的地址對齊、中斷優(yōu)先級的指定等。外設接口可定制的 IP核有 USB、I2C、Ethernet、PCI等控制器，這些 IP核大多是由第三方提供的，可以免費試用，也可支付部分費用購買(mǎi)。本系統采用的 USB2.0控制器和以太網(wǎng)接口控制器均由 Mentor公司提供。

6 時(shí)鐘管理電路

　　Stratix II系列 FPGA具有多達 48個(gè)高性能的低偏移全局時(shí)鐘，它可以用于高性能功能或全局控制信號；多達 12個(gè)可編程鎖相環(huán)（ PLL），具有完備的時(shí)鐘管理和頻率合成能力，包括時(shí)鐘切換、PLL重配置、擴頻時(shí)鐘、頻率綜合、可編程相位偏移、可編程延遲偏移、外部反饋和可編程帶寬。Stratix II有兩類(lèi)通用的 PLL：增強型 PLL和快速型 PLL。增強型 PLL功能豐富，支持外部反饋、擴頻時(shí)鐘、可編程帶寬等；快速型 PLL針對高速差分 I/O接口進(jìn)行了優(yōu)化，具有動(dòng)態(tài)相位調整（ DPA）功能。這些高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò )和豐富的 PLL結合起來(lái)，為系統在最小的時(shí)鐘偏移下工作提供有力的保證。

　　7 SOPC的其他組成部分

FPGA配置接口用于 SOPC的配置、編譯和在線(xiàn)調試； LCD顯示接口可以外接液晶顯示屏；報警信號是在檢測和識別出運動(dòng)目標時(shí)，發(fā)出的聲音或光電信號，可用于安防；標準I/O口則是預留的，用于日后的升級擴展。

　　創(chuàng )新點(diǎn)：SoPC概念提出以前，電子系統的集成設計主要以板級為主，這種設計方法隨著(zhù)系統時(shí)鐘頻率的不斷提高和電路功能的日趨復雜，實(shí)現的難度越來(lái)越大，電磁干擾和信號完整性問(wèn)題日益突出。僅靠?jì)?yōu)化 PCB的布局和布線(xiàn)，已經(jīng)不能滿(mǎn)足高速信號的傳輸和處理要求。隨著(zhù)半導體工業(yè)的不斷發(fā)展，可編程片上系統以其較高的性能、可靠性，較低的功耗、成本和良好的便攜性將成為未來(lái)電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設計的主流。而運動(dòng)視覺(jué) SoPC更好地解決了板級電路的一系列問(wèn)題，并可廣泛應用于安防監控、視覺(jué)導航、智能交通等眾多領(lǐng)域，必定會(huì )有良好的市場(chǎng)前景。