题目：基于SOPC的实时图像边缘提取系统的设计与实现

近些年来，随着图像处理技术在嵌入式设备上的应用，对图像处理系统设计提出了一些以前系统没有的要求。嵌入式设备的图像处理系统，如对高清图片实时图像边缘提取系统，需要大量快速的数学计算，既要计算速度快又要兼顾体积小，这些要求是用高性能处理器芯片的系统无法满足的。片上可编程系统（SOPC）集成了处理器、周边外设控制器和可编程逻辑资源。基于SOPC的系统体积小，又可以使用可编程逻辑资源设计硬件加速器提高计算速度，是实现嵌入式设备图像处理系统很好的解决方案。使用SOPC实现嵌入式图像处理系统，会给图像处理技术提供更广泛的应用前景，实现以前在一些空间有限场景无法实现的应用。

本文描述的实时图像边缘提取系统是基于SOPC设计和实现的，SOPC芯片选用Xilinx公司的Zynq 7000全可编程SOC，使用Zynq芯片的可编程逻辑以硬件方式实现图像sobel边缘提取模块，将最耗费CPU计算时间的任务由硬件加速器完成，加速了边缘提取的速度，节约了CPU的处理时间，使用Zynq芯片的处理器系统以软件方式完成图像处理涉及的各项功能的调度，使系统具有很好的灵活性。sobel边缘提取模块使用Xilinx HLS工具采用软硬件协同设计方法实现和验证，采用软硬件协同设计方法可以简化设计的流程，减少设计和验证的时间，提高设计的效率。整个系统的设计使用Xilinx Platform Studio工具完成，sobel边缘提取模块和处理器系统之间使用标准化的高速AXI总线连接，使图像数据可以在模块和处理器系统之间高速传输。

本文描述的实时图像边缘提取系统在ZedBoard开发板上进行了硬件环境测试，达到了预期的功能和性能指标，证明本系统设计的系统结构适合于嵌入式实时图像处理系统，有体积小、处理速度快、扩展性强和灵活性高的特点。