题目：基于多FPGA的实时图像处理系统研究

随着工业技术的飞速发展，图像处理技术已经深入到生产的各个领域，各种实时图像处理系统成为技术发展的需求。同时，可编程逻辑控制器、大规模/超大规模集成电路以及大规模可编程逻辑器件的出现，使图像处理技术在应用以及普及程度上都取得了长足的进展，也促进了图像处理的硬件实现方法在算法结构和运算速度方面的提高。 本文介绍了一种基于多FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑器件）的实时图像处理系统，讨论了系统的硬件结构、各功能模块的工作原理、软件设计方案以及硬件调试流程。针对图像处理高层算法实现问题，提出了两片FPGA的主从处理模式，并行结构不仅扩大了FPGA与外围接口的数据传输率，而且为系统承载复杂算法奠定了硬件基础。同时，为了满足系统与PC机的快速通讯，设计采用了USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）实现数据传递，FPGA作为USB的外部控制器。实验结果表明，该系统可以顺利完成多FPGA的主从模式配置，正确驱动USB系统总线，实现系统与上位机的数据传递并且以一定方式显示结果，在此基础上用并行流水线方式，正确实现了Sobel边缘检测算法，从而为实现进一步高层图像处理提供了保证。系统具有强大的并行计算能力和动态可重构性，功耗小、抗干扰能力强，稳定性高，符合图像处理技术发展的方向，可广泛应用于高层图像处理算法的硬件实现领域。