基于ADSP21060和Virtex II的图像处理系统设计

2.3.2 DSP的存储器空间分配
　　DSP的SYSCON寄存器的15～12位(MSIZE),可以设置以MS0～MS3作为片选信号时,每个分组的空间大小。其公式为:MSIZE=log2(块大小)-13;取每个块的大小为16MB,因此MSIZE=1011。
　　·片内空间:0000,0000H～0007,FFFFH;
　　·MS0——数据空间:0040,0000H～13F,FFFFH;数据是倒序放置的,最后一个单元放第一个数据;其中:
　　　SQa:40,0000～5F,FFFF　 　SQb:60,0000～7F,FFFF
　　　SUa:80,0000～9F,FFFF　 　SUb:a0,0000～bF,FFFF
　　　SVa:c0,0000～dF,FFFF　 　SVb:e0,0000～fF,FFFF
　　　Rest2m:100,0000～11F,FFFF　 　unused:120,0000～13F,FFFF
　　·MS1——SRAM空间:140,0000H～23F,FFFFH;
　　·MS2——CCD参数:240,0000H～33F,FFFFH;放置暗流、偏置和平场图像3帧2048×1024图像;
　　·MS3——未使用:340,0000H～43F,FFFFH;
　　·未分组空间:4040,0000～FFFF,FFFF所有存储器映射的寄存器。
2.3.3 DSP的软件结构
　　DSP的主程序框架如图6。系统初始化后,进行作业查询,根据查询结果,进行相应的处理任务(CCD标定、自测试、观测)。图6中仅以观测作业为例进行说明。进入观测后,首先由DSP对积分单元作相应的设置,设置完成后,积分器开始单独地积分工作;DSP接着查询本次观测是否结束,若结束回到作业查询,否则判断存储器中数据的状态,根据数据状态,进行相应的处理;处理就绪的数据根据FLAG0的标志,可以向压缩单元传送数据。三种模式下的图像处理程序流图如图7,图7中ccdst( )是图像辐射标定子程序,format()是格式化子程序,内插运算采用线性内插方法,相关运算采用FFT和逆FFT方法。

图6 DSP主程序框架

图7 图像处理程序模块流图

图8 积分单元中断服务程序流图

　　除了主程序和数据处理程序外,DSP还有一个重要的中断子服务,就是积分单元每帧图像积分完毕的中断服务程序,其流程框图如图8。它根据积分的图像帧数和观测模式,判断观测是否结束,根据不同的情况设置积分器中相应的寄存器,这些寄存器控制着积分器的工作行为和DSP的数据处理方法。图8中参考图像和活动图像的获取是在采集到的2048×1024图像的中心,获取256×256的子块,也就是说,相关运算是在两帧256×256的图像之间进行的;对于图像传送操作,考虑到宁静模式的数据处理,要求的存储器比爆发和活动区模式要大一倍。为了不把存储器设计得太大,对于宁静模式,不再采用乒乓存储器切换的结构,而是在数据就绪时,利用光学仪器调整的1s时间,将积分就绪的图像传到DSP的工作区内。
3 样机研制和实验结果
　　原理样机的研制过程中,DSP器件是AD公司ADSP21060,开发平台采用VisualDSP2.0。FPGA器件选用Xilinx公司100万门的Virtex II系列器件,开发平台采用ISE6.2。已完成的地面样机达到了合同的要求。用(接上页) DSP硬件仿真器对样机作了软硬件测试,首先对各接口进行了测试,在保证数据可以正确地接收和发送后,测试系统的功能。这些测试均在一个专门开发的地面支持系统测试平台上进行。经过单元测试,再与其它单元接在一起进行系统级的联调和系统级测试。结果表明达到设计目标,可以按要求完成系统的各项功能。
参考文献
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4 李广军,孟宪元． 可编程ASIC设计及应用. 成都:电子科技大学, 2000
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6 刘书明, 罗军辉. ADSP SHARC系列DSP应用系统设计[M]. 北京:电子工业出版社, 2003

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