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基于DSP的数字图像处理

作者:时间:2009-12-08来源:网络收藏

随着计算机、多媒体和数据通信技术的高速发展,图像技术近年来得到了极大的重视和长足的发展,并在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、管理和通信等方面取得了广泛的应用。同时,人们对计算机视频应用的要求也越来越高,从而使得高速、便捷、智能化的高性能设备成为未来视频设备的发展方向,实时技术在目标跟踪、机器人导航、辅助驾驶、智能交通监控中都得到越来越多的应用。由于的数据量大,数据处理相关性高,实时的应用环境决定严格的帧、场时间限制,因此实时图像处理系统必须具有强大的运算能力。各种高性能不仅可以满足在运算性能方面的需要,而且由于的可编程性,还可以在硬件一级获得系统设计的极大灵活性。为了获得足够的计算能力,我们以两片 TMS320C6201作为系统的运算中心构筑了实时图像处理系统;为了获取最大的灵活性,在系统体系机构上采用了一种可重构的FPGA计算系统模型。
1 功能强大的TMS320C6x
TMS320C6000是美国TI(Texas Instruments)公司于1997年推出的新一代高性能芯片。这种芯片是定点、浮点兼容的DSP。其定点系列是 TMS32C62XX,浮点系列是TMS320C67XX。最早推出的C6201芯片的运算速度已经达到1600MIPS,在业界首次突破1000MIPS,在信号处理器数里能力上创造了新的里程碑,并因此获得了美国EDN杂志“1997年度创新大奖”2000年3月,TI发布了新的C64XX内核,主频1.1GHz,处理速度接近9000MIPS,总体性能比C62XX提高了10~15倍。其中C6416在2002年3月获得EDN杂志“2001年度创新大奖”。
C6000内部结构的主要特点包括:
①定点/浮点系列兼容DSP,目前CPU主频100MHz~600MHz。
②具有先进VLIW结构内核。
(1)8个独立的功能单元:6个ALU(32/40bit),2个乘法器(16×16),浮点系列支持IEEE标准单精度和双精度浮点运算。
(2)可以每周期执行8条32bit指令,最大峰值速度4800MIPS。
(3)专用存取结构,32/64个32bit通用寄存器。
(4)指令打包技术,减少代码容量。
③具有类似RISC的指令集。
(1)32bit寻址范围,支持bit寻址。
(2)支持40bitALU运算。
(3)支持bit操作。
(4)100%条件指令。
④片内集成大容量SRAM,最大可达8Mbit。
⑤16/32/64bit高性能外部存储器接口(EMIF)提供了与SDRAM、SBRAM和SRAM登同步/异步存储器的直接接口。
⑥内置高效率协处理器(C64X)。
(1)Viterbi编解码协处理器(VCP),支持500路7.95kb/s AMR。
(2)Turbo码编解码协处理器(TCP),支持6路2Mb/s 3GPP。
⑦片内提供多种集成外设(不同芯片的资源不同)
(1)多通道DMA/EDMA控制器
(2)多通道缓冲串口(McBSP)
(3)多通道音频串口(McASP)
(4)可以访问DSP整个存储空间的主机口(HPI)
(5)32bit扩展总线(xBUS)
(6)32bit/33MHz PCI主/从模式接口
(7)32bit通用计数器(Timer)
(8)UTOPIA接口
(9)通用输入/输出(GPIO)
(10)总线主/从模式接口
(11)支持多种复位加载模式(Boot),提供3种节电控制模式(Power Down)
⑧支持IEEE一1149.1(JTAG)边界扫描接口。
⑨内核采用1.0/1.2/1.5/1.8V供电,周边采用3.3V供电。
⑩0.12tzm0.18tμm CMOS工艺,5/6层金属处理。BGA球栅阵列封装。
TMS320C6x系列的DSP芯片结构不同于一般的DSP,属于类RISC结构,从而使它的c编译器具有很高的效率,因此称之为面向C语言结构的 DSP芯片。这使得其在绝大多数应用中,可以采用 C语言编写TMS320C6x程序,从而充分利用大量用c描述的算法程序,并获得远胜于传统DSP程序的可维护性、可移植性、可继承性,缩短开发周期。


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