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题目:基于多核DSP的视频清晰化处理硬件平台设计与实现

关键词:多核DSP;多路视频;清晰化处理;高速电路

  摘要


    近年来,多路视频处理系统在社会生活各个方面中的作用越来越显著。然而,传感器在复杂天候中采集的视频质量较差,不利于视频处理系统的推广应用。本文针对复杂天候中多路视频清晰化处理的实际需求,基于视频稳定、视频增强和视频去隔行三个特定的视频清晰化算法,设计了采用高性能多核DSP作为数据处理核心的多路视频清晰化处理硬件平台,研究了紧凑PCB布局下的高速电路抗干扰设计,完成了多核DSP二级启动加载和协同控制设计。其主要研究内容包括:

   (1)设计了多路视频清晰化处理硬件平台。在多源视频清晰化处理需求的基础上,设计了以多核DSP为数据处理核心、以FPGA为数据接口的硬件方案;将方案分为I/O模块、高速通路模块和存储模块,完成了各模块的原理设计;在原理设计中重点对硬件供电系统进行了详细设计,保证了硬件的电源完整性。

   (2)设计了基于有限布局空间的多路视频清晰化处理板高速电路。针对本硬件平台高速总线多的特点,采用了一种抗干扰能力强的12层板卡叠层结构,并完成了板卡材料选型和阻抗控制;基于嵌入式平台对板卡布局空间的限制,提出了一种多核DSP与四片双面布局DDR3的互联设计,且对该设计进行了信号完整性仿真,保证了设计的正确性。设计结果显示本硬件平台上多核DSP和DDR3互联的PCB面积占用比传统设计减少了32%。

   (3)设计了多核DSP二级启动加载方法和多芯片硬件平台协同控制方法。在硬件电路的基础上,设计了多核DSP上基于共享存储的二级启动方法和基于L2的二级启动方法,保证了视频清晰化算法的多核加载和正确运行;基于硬件原理设计,完成了系统硬件上电顺序设计和多芯片协同工作设计,保证了板卡上多芯片有序协同工作;设计了系统控制接口协议,给用户控制板卡提供了接口。

    基于以上三个方面的设计和实现对本系统进行了测试。结果显示本硬件平台通路正确,设计合理,满足了三路D1视频清晰化处理的硬件需求,系统实时性好,延迟较小,符合设计预期。