高速圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)與顯示關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在航空航天測(cè)試中，高頻幀、高分辨率圖像傳感器被廣泛應(yīng)用于獲取高清晰、高分辨率圖像。這些高性能成像設(shè)備的使用，將在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)存儲(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。為實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的大容量、高存儲(chǔ)速度、低功耗、高靈活性以及高可靠性存儲(chǔ)需求，本文致力于研究一種高速圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)與顯示設(shè)備，并對(duì)其中的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。
　　本文首先提出了通用化的高速大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，利用大容量的NAND Flash芯片組成存儲(chǔ)陣列

2、，通過(guò)流水線操作與位擴(kuò)展操作，實(shí)現(xiàn)輸入的圖像數(shù)據(jù)的可持續(xù)性高速存儲(chǔ)。設(shè)計(jì)采用在FPGA內(nèi)部構(gòu)建一種基于二級(jí)緩存機(jī)制的雙流水線并行工作模式，充分發(fā)揮每一個(gè)NAND Flash芯片的存儲(chǔ)性能以實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的持續(xù)高速存儲(chǔ)。并針對(duì)Flash存儲(chǔ)陣列的特點(diǎn)，提出了兩種各有優(yōu)勢(shì)的無(wú)效塊管理方案。采用了芯片廠家推薦的ECC糾錯(cuò)算法，對(duì)Flash芯片中的誤碼進(jìn)行糾正，實(shí)現(xiàn)了高吞吐率下數(shù)據(jù)的可靠存儲(chǔ)。其次，利用FPGA內(nèi)部的大容量塊RAM資源實(shí)現(xiàn)一幀圖像

3、數(shù)據(jù)中最大值與最小值的查詢，然后調(diào)用IP核完成乘法和除法運(yùn)算，最終實(shí)現(xiàn)16位灰度圖像到8位灰度圖像的轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)VGA顯示要求。并采用FPGA構(gòu)建了VGA顯示時(shí)序，通過(guò)對(duì)ADV7123的控制，實(shí)現(xiàn)輸入圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。最后，針對(duì)FPGA內(nèi)部復(fù)雜邏輯時(shí)序造成的時(shí)序穩(wěn)定性問(wèn)題，研究了利用FPGA內(nèi)部存儲(chǔ)資源，構(gòu)建高穩(wěn)定、低功耗有限狀態(tài)機(jī)程序的方法。采用這種設(shè)計(jì)方法大幅減小FPGA內(nèi)部的邏輯資源、布線資源的使用，從而達(dá)到減小功耗，提升系統(tǒng)的