
基于虚拟图像注入的目标模拟器设计
FPGA以ALTERA公司的Cyclone II系列的EP2C8-Q208C8芯片作为目标模拟器的时序和逻辑控制核心。EP2C8Q208C8具有8 256个的逻辑单元(LE)、165 888 bit基于流行的M4K嵌入式存储器块,可以配置为广泛的操作模式,包括ROM、单端口和双端口RAM等。设计中用芯片内部的双端口RAM构造异步FIFO控制图像数据的时序,加上帧同步(FVAL)和行同步(LVAL)信号一起按照红外图像的设计时序要求将图像数据发送到Camera Link接口模块。
Camera Link接口采用DS90CR287作为驱动芯片,是专用的电平转换器件,能将28位CMOS/TTL电平数据和1位像素时钟信号分别转换成4组LVDS数据流及一对LVDS时钟信号进行传输。由于采用差分传输方式,提高了传输距离及信号精度。使用标准的MDR26作为Camera Link接口与图像采集卡之间的连接接口。
4 软件设计
目标模拟器的软件设计主要由DSP程序和FPGA程序组成。
DSP程序流程图如图4所示。由于生成图像数据要通过DSP芯片的外部接口XINTF发送,DSP2812有5个固定的存储映像区域,设计中采用ZONE2区作为映像区域,所以首先要解决数据存储映像的问题。本设计采用CCS提供的下面两个指令实现数据映像。
#pragma CODE_SECTION 针对程序空间;
#pragma DATA_SECTION 针对数据空间;
具体程序实现如下:
#pragma DATA_SECTION(pRGB,″My_Sect″)
struct
{Uint16 r;
Uint16 w;
}pRGB[320][240];
在.cmd文件中建立对应的section就可以使用了。
MEMORY
{PAGE1: ZONE2 :origin=0x080000,length=0x080000 }
SECTIONS
{My_Sect :>ZONE2,PAGE=1 }
电感生产 建立映像后要设置XINTF的相应寄存器值,对于外部接口的访问主要分为3个阶段:(1)建立阶段:被访问区的片选信号变为低电平,地址被放置在地址总线上;(2)激活阶段:对外部器件进行访问。本设计主要是写访问,写使能(XWE#)插件电感选通变低并将数据放置在数据总线上(XD);(3)跟踪阶段:跟踪阶段为一保持时间,其片选信号为低,而后读和写选通变为高[1]。
具体设置如下:
XintfRegs.XTIMING2.bit.XWRLEAD=1
XintfRegs.XTIMING2.模压电感bit.XWRACTIVE=1
XintfRegs.XTIMING2.bit.XWRTRAIL=1
建立、激活、跟踪分别为1个时钟周期。
DSP2812的串行通信(SCI)模块使用16位的波特率选择寄存器(SCIHBAUD和SCILBAUD)设置SCI的波特率,因此SCI可以采用64 K种不同的波特率进行通信,通过下面的公式计算出写入寄存器的值:
其中:BRR为写入寄存器的值。设计中系统时钟为30 MHz,波特率为38 400,则:
所以寄存器SCIHBAUD和SCILBAUD中的值分别为00H和60H。
FPGA程序结构图如图5所示,设计中使用Verilog HDL硬件描述语言进行时序设计。
从图5可以看出,采用模块化的设计方法,图像数据的写操作和读操作分别工作在两个不同的时钟域内,数据的写入是连续的,数据的读出是按照一定的帧频和行频进行的。本设计采用双端口RAM构造异步FIFO的方法来实现。一方面要解决异步FIFO设计中存在的难点;另一方面要与Camera Link接口进行视频数据的同步控制,生成场同步信号FAVAL和行同步信号LVAL。
整个程序可分为6个模块。其中FIFO控制器模块中包含一个双端口RAM,电感器图用来存储数据及控制读写操作;写地址与满标志逻辑生成写地址并产生满标志,写地址和写使能由DSP提供;读地址与空标志逻辑生成读地址并产生空标志,读时钟由系统时钟通过计数分频得到。因为读操作要在LVAL信号的控制下完成,所以读使能信号使用LVAL,其中空、满状态通过增加标志位和划分地址空间来产生;比较逻辑用来异步比较读、写地电感生产厂家址,并产生将满、将空信号,其中读、写地址用格雷码指针表示。该设计很好地解决了异步FIFO设计中存在的两个关键问题,即降低了电路中亚稳态的出现概率,正确产生了空、满状态逻辑[3]。FVAL和LVAL的计算方法如下所述。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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