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嵌入式机器视觉系统中ARM与DSP的数据通信设计方案

发布时间:2020-06-30 22:18:37 阅读: 来源:防腐木凉亭厂家

随着Internet技术与工业、航空电子控制、视觉应用等的结合日益紧密,嵌入式设备与Internet的结合已成为大势所趋。目前新的微处理器层出不穷,要求嵌入式操作系统的设计更加便于移植,支持更多的微处理器。DSP对数字信号和数值算法具有强大的运算处理能力,ARM微控制器则控制功能强大,可以加载嵌入式操作系统,且能提供良好的人机交互、任务管理、网络通信等方面功能。发挥DSP和ARM处理器各自的优势,采用ARM+DSP结构的设计方案已成为嵌入式系统研究的热点。 1 嵌入式机器视觉系统总体方案

采用ARM+DSP结构的机器视觉系统总体结构如图l所示。以三星公司高性能ARM处理器S3C2440作为主控制器,配置并移植Linux操作系统,以TI公司的DSP芯片TMS320C5402为图像处理的协处理器,通过对DSP芯片自带的HPI接口的硬件连接方案和驱动程序设计。

由智能摄像机采集现场运动目标的图像,由ARM控制将数据存放在ARM与DSP的公共存储区域中,并通知信号处理模块DSP调用各种算法对视频图像进行处理,并将结果信息传给ARM处理器,由ARM控制步进电机,调整PTZ摄像机位姿使其对准运动目标,实现实时跟踪。ARM处理器还负责多任务管理、人机交互及中断报警等。双核系统的双核各自拥有很好的性能,主机ARM与协处理器DSP之间能否进行快速可靠的数据交换,直接决定机器视觉系统的运行效率。

2 双机通信硬件设计

2.1 HPI接口简介

主机接口(HPI)是TI公司C54x系列定点信号处理器(DSP)内部自带的接口部件,通过它可以方便地实现DSP与其他主机连接。增强型的HPI可以允许主机访问DSP所有的片上RAM单元,而标准主机接口只允许访问固定的2 K片上RAM。这里用到的TMS320C5402拥有增强HPI-16主机接口。由以下5部分组成:

1)HPI存储器(DARAM) 传送主机与DSP之间的数据,在一个机器周期内能被访问2次;

2)HPI地址寄存器(HPIA) 只有主机能对其进行直接访问。该寄存器中存放着当前寻址的HPI存储单元的地址;

3)HPI控制寄存器(HPIC) 地址002CH,主机和DSP都能对他直接访问,用来保存HPI操作的控制和状态位;

4)HPI数据锁存器(HPID) 只有主机能对它进行直接访问;

5)HPI控制逻辑 处理HPI与主机之间的接口信号。

2.2 接口电路及其工作原理

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