图像传输技术应用论文提纲

论文题目：SOC图像传输控制器的设计与实现

摘要：图像是人类获取外界信息最直观的形式。人们对传输高速、高清图像的需求越来越强烈。因此,开发功能完善集成度高的数字图像传输与控制设备是我们研制者一直追求的目标。本文以嵌入式技术为基础选用CylconeV系列的SOC芯片为控制器,结合网络通信器件和图像采集传感器作为传输设备,形成了以SOC控制器为核心的图像传输控制器。提升了设备集成度使其更加小型化,降低了投入成本。本文主要完成了基于SOC图像传输控制器的硬件平台设计和软件功能实现。主要研究工作如下:（1）根据当前图像数据传输技术的发展现状和研究趋势,结合项目现有资源确定研究内容。重点研究了SOC相关技术的设计流程和实现方法,分别完成了SOC图像传输控制器的硬件设计、FPGA侧和HPS侧的数据交互、Linux应用程序开发工作。根据图像传输控制器的需求分析和设计原则,确定了图像传输控制器的设计方案,此方案能满足基于SOC处理器的图像传输功能。（2）根据设计方案完成了图像传输控制器的硬件设计电路和器件参数选型,主要包括电源电路模块、复位电路模块、视频接口电路模块、以太网接口电路模块、指示电路模块的设计,分别设计了各个功能模块详细的接口电路原理图。（3）根据图像传输控制器要实现的功能,研究了以Altera公司的CylconeV系列的EP5CSXFC6D6F31I6N芯片为控制器的图像采集和高带宽图像传输等逻辑设计问题,实现了高速AXI总线连接处理器侧和FPGA侧的数据交互,消除了芯片级间互联带来的带宽瓶颈,提高了片内传输的带宽。（4）研究了SOC芯片进行软硬件协同开发的技术方法和硬件底层驱动开发的技术问题,实现了基于ARM架构的用户可定制开发设计思路,这种方法使得SOC图像传输控制器性能更好。（5）根据图像传输控制器的基本传输功能,完成设计了模拟图像采集装置采集的一帧图像数据传输至图像传输控制器其内部的SOC芯片控制处理后由以太网口发给上位机,实现了SOC图像数据的传输和控制的功能。（6）完成了整个系统的硬件、软件的设计和调试,最后对SOC图像传输控制器的整体功能进行测试验证,传输一副320KB的图像数据传输过程无丢包、效果良好。

关键词：图像;传输;控制;嵌入式系统

学科专业：农业硕士（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外现状总结

1.3 研究的主要内容与技术路线

1.4 论文组织结构

第二章 需求分析和方案论证

2.1 需求分析

2.2 确立方案

2.2.1 方案对比

2.2.2 对比结论

2.2.3 方案定型

2.3 关键器件选型

2.3.1 FPGA选型分析

2.3.2 红外机芯组件选型分析

2.3.3 DDR3存储模块选型分析

2.3.4 以太网物理层芯片选型分析

第三章 SOC图像传输控制器硬件设计

3.1 电源电路

3.2 视频接口电路

3.3 以太网接口电路

3.4 配置电路

3.5 复位电路

3.6 指示电路

第四章 SOC图像传输控制器设计实现

4.1 整体设计流程

4.1.1 PFGA开发流程

4.1.2 Qsys平台工具

4.1.3 DS-5开发工具

4.2 硬件驱动设计

4.2.1 HPS-BOOT流程

4.2.2 嵌入式Linux环境的构建

4.3 实现方案

4.3.1 图像源数据模块设计

4.3.2 图像源数据缓存设计

4.4 总线交互设计

4.4.1 搭建Qsys系统

4.4.2 处理器模块配置

4.4.3 AXI总线的介绍

4.4.4 AXI总线的特点

4.4.5 AXI总线的实现

4.5 处理器软件设计

4.5.1 软件功能

4.5.2 内存映射

4.5.3 软件实现

第五章 验证和结果分析

5.1 时序仿真及结果验证

5.2 DDR3内存读写验证

5.3 硬件问题排查及解决方案

5.4 单板验证

5.5 整体测试

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 创新性

6.3 展望

参考文献

致谢