基于FPGA和多DSP的輪對圖像傳輸與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著我國鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，列車行駛的安全問題日益重要。輪對作為車輛的走行部件，對輪對磨耗狀況的在線檢測是保證車輛行駛安全的一項重要措施。而針對檢測中圖像處理數(shù)據(jù)量大、實時性要求高的特點，如何在有限的時間內(nèi)完成大量采集圖像數(shù)據(jù)的傳輸與處理，是亟待解決的一個關(guān)鍵問題。在基于CCD光電檢測方法的輪對磨耗在線檢測系統(tǒng)中圖像傳輸與處理的實時性是影響檢測效率的重要因素。文章研究的基于FPGA+多DSP的輪對圖像傳輸與處理方案對提高輪對磨耗在線檢測

2、效率有重要的應用價值。
　　本文主要內(nèi)容有：
　　（1）性能指標的分析和系統(tǒng)設(shè)計，本文提出實現(xiàn)車輛在5~120km/h運行速度下的輪對實時檢測任務，所有數(shù)據(jù)傳輸與處理在過車后1分鐘內(nèi)完成，根據(jù)該指標提出了FPGA+多DSP的輪對圖像傳輸與處理方案，設(shè)計的輪對磨耗在線檢測系統(tǒng)主要由圖像高速采集、圖像傳輸與處理三個模塊組成，本文重點研究的是圖像傳輸與處理模塊，對傳輸與處理模塊設(shè)計展開研究工作。
　?。?）基于FPGA+多D

3、SP的輪對圖像傳輸與處理硬件電路設(shè)計，設(shè)計了多路輪對圖像傳輸與處理的硬件架構(gòu)，整個系統(tǒng)分成圖像采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、FPGA邏輯控制模塊和DSP數(shù)據(jù)處理模塊。介紹了TCP/IP協(xié)議棧的層次結(jié)構(gòu)，完成基于硬件協(xié)議棧芯片W5300的以太網(wǎng)功能模塊設(shè)計；對FPGA與DSP之間的數(shù)據(jù)接口電路以及外擴的SDRAM和FLASH存儲器接口進行詳細設(shè)計，并完成了整個系統(tǒng)硬件平臺的搭建。
　　（3）基于FPGA+多DSP的輪對圖像傳輸與處理軟件程

4、序設(shè)計，多路輪對圖像傳輸與處理系統(tǒng)的總體軟件流程實現(xiàn)，深入研究了以太網(wǎng)接口的硬件控制邏輯，設(shè)計了SDRAM控制模塊，由緩沖FIFO和SDRAM控制器組成；對CPLD的邏輯編寫以及FPGA與多DSP之間的數(shù)據(jù)通信過程做了詳細設(shè)計；同時完成了上位機測試軟件的編碼工作，以方便對系統(tǒng)整體功能進行驗證實驗。
　?。?）對系統(tǒng)硬件電路的各個模塊進行實際測試，主要包括以太網(wǎng)接口模塊、電源電路、SDRAM存儲器以及DSP與FPGA的數(shù)據(jù)通信接口模