【正文】 編號(hào) 南京航空航天大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 基于 DM642 的圖像處理平臺(tái)硬件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 二 〇一一 年六月 南京航空航天大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠信 承諾書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（題目： 基于 DM642的圖像處理平臺(tái)硬件設(shè)計(jì) ）是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。盡本人 所知，除了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作者簽名： 年 月 日 （學(xué)號(hào)）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 i 基于 DM642 的圖像處理平臺(tái)硬件設(shè)計(jì) 摘 要 本文 介紹 了 TI 公司的高性能多媒體數(shù)字信號(hào)處理器 TMS320DM64 為核心器件 的 圖像處理平臺(tái) 硬件設(shè)計(jì) 。首先介紹了課題的背景、目的和意義 ， 簡(jiǎn)要講述了 DM642 內(nèi)核結(jié)構(gòu)和豐富的外設(shè)。然后介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì) 工具和 方法，并 給出圖像處理平臺(tái) 各功能 模塊的電路設(shè)計(jì) ，最后給出了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 PCB 板圖。 整個(gè)系統(tǒng)中包括圖像解碼模塊（編碼芯片 TVP5150PBS） ， 主控芯片 (DM642)及外圍電路模塊， 存儲(chǔ)單元模塊 (包括 FLASH，SDRAM)以及 CPLD 模塊，圖像編碼模塊（解碼芯片 SAA7121H）。 關(guān)鍵詞 ： 圖像處理 ， TMS320DM642， 核心電路 ， 圖像編 碼 \解碼電路 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 ii Hardware Design Platform of Image Processing Based on DM642 Abstract This dissertation proposes a solution that using TI39。s highperformance multimedia digital signal processor TMS320DM64 as the core ponent of the image processing platform. Firstly, the dissertation introduced the background, purpose and significance of project. It also briefed the DM642 core structure and the peripheral. Then, the dissertation introduces the modularizing design tools and methods of hardware system. And it gives each functional module circuit of the image processing system. Finally ,it proposes the PCB design of the system board diagram. The whole system include the image decoding module( Decoding chip TVP5150PBS ), Master chip(DM642) and peripheral circuit module, Storage unit modules (including FLASH, SDRAM) and the CPLD module, Image coding module(Encoding chip SAA7121H). Keywords: Image processing。 TMS320DM642。 Core circuit。 Image coding\ decoding circuit 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 iii 目 錄 摘 要 ..................................................................... ⅰ ABSTRACT ................................................................... ⅱ 第一章 引 言 ............................................................... 1 研究的背景和目的 ....................................................... 1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ................................................... 1 論文的主要研究工作和章節(jié)安排 ........................................... 3 第二章 DSP 芯片概述 .......................................................... 4 DSP 芯片的分類 ......................................................... 4 TI DSP 芯片介紹 ........................................................ 5 TMS320DM642 介紹 ....................................................... 5 TMS320DM642 概述 ................................................... 5 TMS320MD642 的主要特點(diǎn) ............................................. 6 第三章 ALTIUM DESIGNER 的使用 ............................................ 9 PROTEL 概述 ............................................................ 9 ALTIUM DESIGNER 的介紹 ............................................ 10 第四章 圖像處理硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) ................................................. 13 圖像處理硬件平臺(tái)的構(gòu)成 ................................................ 13 核心電路模塊設(shè)計(jì) ...................................................... 14 電源電路設(shè)計(jì) ...................................................... 14 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ...................................................... 16 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ...................................................... 17 JTAG 電路設(shè)計(jì) ..................................................... 17 外部存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì) .................................................... 18 DM642 的 EMIF 概述 ................................................. 18 SDRAM 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 ................................................ 19 FLASH 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 ................................................ 20 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 iv 視頻模塊設(shè)計(jì) .......................................................... 23 TM320DM642 的視頻口介紹 ........................................... 23 視頻解碼電路設(shè)計(jì) .................................................. 23 視頻編碼電路設(shè)計(jì) .................................................. 25 DM642 圖像處理平臺(tái) PCB 板的設(shè)計(jì) ........................................ 26 DM642 圖像處理平臺(tái)板層設(shè)計(jì) ........................................ 26 DM642 圖像處理平臺(tái) PCB 板 布局 ..................................... 26 DM642 圖像處理平臺(tái) PCB 板布線 ...................................... 28 第五章 總結(jié)與展望 ........................................................... 29 致謝 ....................................................................... 31 附錄 ....................................................................... 32 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 1 第一章 引 言 研究的背景和目的 人類是通過感覺器官從外界獲得信息的。例如耳的聽覺，鼻的嗅覺，眼的視覺。視覺是人類最重要的感知之一。人們通過它接收到有關(guān)外部世界的大部 分信息。大量的統(tǒng)計(jì)證明，人類憑眼睛獲得的圖像信息占人類感覺器官獲得信息總量的 90％以上。正是這個(gè)原因，圖像在科學(xué)與技術(shù)以及日常生活中是十分重要的。 隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，存儲(chǔ)器與處理器已經(jīng)能滿足圖像采集和處理的要求。因此在當(dāng)今信息化社會(huì)里，數(shù)字化的圖像處理已成為發(fā)展的大趨勢(shì)。數(shù)字圖像處理，就是指用數(shù)字計(jì)算機(jī)及其他有關(guān)數(shù)字技術(shù)，對(duì)圖像施加某種運(yùn)算和處理，從而達(dá)到某種預(yù)想的目的。例如，使褪色模糊了的相片重新變的清晰；從醫(yī)學(xué)顯微圖片中提取有意義的細(xì)胞的特征等等?，F(xiàn)在視頻產(chǎn)品向著智能化的方向的發(fā)展，視頻的智能化 就是把視頻信號(hào)處理中帶有智能的功能，比如進(jìn)行人臉、車牌識(shí)別等等 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)字圖像處理的發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展壯大的。圖像處理系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速，其最主要的原因在于計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，從 1981 年第一臺(tái)美國(guó) IBM 公司的 PC 微機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的奔騰微機(jī)，其驚人的發(fā)展速度，極大的推動(dòng)了圖像處理系統(tǒng)的發(fā)展。另一方面，半導(dǎo)體器件和大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展也促進(jìn)了圖像處理系統(tǒng)的發(fā)展。這主要表現(xiàn)在處理器的處理速度的提高和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量的增大，而二者恰恰是圖像處理系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。圖像處理系統(tǒng)分 通用圖像處理系統(tǒng)和專用圖像處理系統(tǒng)。在通用圖像處理系統(tǒng)方面 ,圖像處理系統(tǒng)的種類和綜合特點(diǎn)來說，在時(shí)間上，大致可以劃分為三個(gè)階段：第一階段大體上是 20 世紀(jì) 60 年代末到 80 年代中期。這段時(shí)期的圖像處理系統(tǒng)采用機(jī)箱式結(jié)構(gòu)，體積大，價(jià)格昂貴。第二階段大體上是 20 世紀(jì) 80 年代中期到 90 年代初期，其主要特點(diǎn)是采用插卡式，借助于微機(jī)的插槽來進(jìn)行圖像的采集和處理。如美國(guó) Imaging Technology 公司推出的 PCVISION 圖像卡， DT 公司推出的 DT2851 圖像卡以及中國(guó)的中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究的 CA 系列圖像卡， 清華大學(xué)研究成功的 TH 系列圖像卡等都具有這個(gè)特點(diǎn)。第三階段大體是從 20 世紀(jì) 90年代初期開始的，這一階段的主流方式是以微機(jī) PCI 總線和以圖像壓縮傳輸為特點(diǎn)的圖像通訊方式。另一方面，圖像處理硬件系統(tǒng)和微機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸主要在 ISA 總線上進(jìn)行。近年 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 2 來， DSP 處理器的性能得到很大改善，軟件和開發(fā)工具也得到相應(yīng)發(fā)展，價(jià)格不斷下降