引言
　　隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字圖像大信息量的特點(diǎn)對(duì)圖像壓縮技術(shù)的要求越來(lái)越高，因此，專(zhuān)用高速數(shù)字信息處理技術(shù)成為發(fā)展的方向。其中，在硬件技術(shù)中，TI 推出的C5000系列DSP將數(shù)字信號(hào)處理器的處理能力提升到了一個(gè)新的高度，使信號(hào)處理系統(tǒng)的研究重點(diǎn)又回到軟件算法上。在壓縮算法研究方面，DCT、小波等多個(gè)算法因?yàn)槠涓呖煽啃院透咝砸苍絹?lái)越受到青睞。
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
TMS320C5409作為主處理器的可行性分析
　　TMS320C5409時(shí)鐘頻率為100MHz，性?xún)r(jià)比極高。采用圍繞1組程序總線、3組數(shù)據(jù)總線和4組地址總線建立的改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu),取址和讀數(shù)可同時(shí)進(jìn)行。有獨(dú)立的硬件乘法器,有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化卷積、數(shù)字濾波、FFT、矩陣運(yùn)算等算法中的大量重復(fù)乘法運(yùn)算。具有循環(huán)尋址、位倒序等特殊指令，這些指令使FFT、卷積等運(yùn)算中的尋址、排序及計(jì)算速度大大提高。有一組或多組獨(dú)立的DMA總線，與CPU的程序、數(shù)據(jù)總線并行工作。

　　在本系統(tǒng)中，TMS320C5409作為主處理器，任務(wù)是實(shí)現(xiàn)JPEG壓縮編碼。
　　通過(guò)分析不難得到，當(dāng)處理一幀大小為640×480的圖像時(shí)，作JPEG壓縮編碼所需要的時(shí)間為:
T=62×10(ns)×640×480=0.19866s，當(dāng)所處理的圖像分辨率更小時(shí)，則壓縮每幀所花的時(shí)間更少，這對(duì)于應(yīng)用在對(duì)實(shí)時(shí)性要求不是很高的場(chǎng)合是完全可行的。
硬件設(shè)計(jì)框圖

                                圖1 圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　圖1是基于TMS320C5409的圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。C5409為中央處理器，SRAM為DSP片外擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，EEPROM為脫機(jī)工作時(shí)的程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的引導(dǎo)程序和其它應(yīng)用程序， A/D轉(zhuǎn)換部分負(fù)責(zé)把轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的圖像存入幀存儲(chǔ)器中。地址譯碼、圖像采集系統(tǒng)控制電路產(chǎn)生本系統(tǒng)各部分的地址譯碼信號(hào)，使之映射到不同的地址區(qū)域，并控制ADC進(jìn)行圖像采集，這部分由CPLD控制;圖像采集芯片的寄存器控制由51單片機(jī)完成。

                                       圖 2 存儲(chǔ)器擴(kuò)展示意圖

存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展方案   
       
　　經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的原始圖像數(shù)據(jù)是非常大的，TMS320C5409的內(nèi)部?jī)H有32KB的RAM和16KB的ROM ，不能滿(mǎn)足需要，因此，必須擴(kuò)展存儲(chǔ)器來(lái)存放原始圖像數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。本文考慮外接64KB的RAM和512KB的Flash，RAM使用Cypress公司的CY7C1021V33， Flash采用SST公司的SST39VF512。由于 C5409的數(shù)據(jù)空間僅為64KB，因此采用內(nèi)存頁(yè)擴(kuò)展技術(shù)。C5409的擴(kuò)展輸出口1Q和2Q作為擴(kuò)展內(nèi)存的頁(yè)選擇信號(hào)。用C5409的A15引腳和XF引腳通過(guò)3/8譯碼器來(lái)控制擴(kuò)展存儲(chǔ)器片選信號(hào)的產(chǎn)生，當(dāng)A15=0時(shí)，選擇片內(nèi)RAM；當(dāng)A15=1,XF=0時(shí)選擇片外SRAM；當(dāng)A15=1,XF=1時(shí)選擇片外Flash；存儲(chǔ)器的擴(kuò)展如圖2所示。將外部擴(kuò)展RAM的64KB中的48KB用于存放原始圖像數(shù)據(jù)，16KB用于存放壓縮后的圖像和程序以及暫存的數(shù)據(jù)。
DSP芯片電源電路設(shè)計(jì)
　　電源設(shè)計(jì)中需要考慮的主要問(wèn)題是功率和散熱。功率要求:電流的消耗主要取決于器件的激活度，即CPU的激活度，外設(shè)功耗主要取決于正在工作的外設(shè)及其速度，與CPU相比，外設(shè)功耗是比較小的。以TMS320C5409為例，進(jìn)行FFT運(yùn)算時(shí)，需要的電源電流。因此在設(shè)計(jì)電源時(shí)，必須考慮在電源電流和實(shí)際需用電流之間留有一定裕量，因?yàn)榉逯惦娏鲿?huì)更大，裕量至少是20%。

參考文獻(xiàn):

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