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基于AXI4總線的紅外圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2023年電子技術(shù)應(yīng)用第8期

朱祥路，陳洲，宮文峰，岳松

（湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司，湖北武漢 430223）

摘要： 為了提升紅外熱像儀圖像處理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理模塊訪問DDR存儲(chǔ)器的帶寬效率與系統(tǒng)可靠性，采用Xilinx Kintex-7系列FPGA設(shè)計(jì)了一種基于AXI4總線的DDR存儲(chǔ)器訪問方案，實(shí)現(xiàn)了AXI4總線的用戶接口設(shè)計(jì)，完成了對(duì)DDR存儲(chǔ)器的多端口實(shí)時(shí)訪問控制需求。測(cè)試結(jié)果證明了設(shè)計(jì)的可行性，接口符合AXI4總線協(xié)議規(guī)定，使紅外圖像處理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)模塊對(duì)DDR的讀寫帶寬與效率達(dá)到一個(gè)較高的水平。

關(guān)鍵詞： FPGA AXI4 紅外圖像處理 DDR

中圖分類號(hào)：TP334 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223426
中文引用格式： 朱祥路，陳洲，宮文峰，等. 基于AXI4總線的紅外圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(8)：130-135.
英文引用格式： Zhu Xianglu，Chen Zhou，Gong Wenfeng，et al. Design of infrared image processing system based on AXI4 bus[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(8)：130-135.

Design of infrared image processing system based on AXI4 bus

Zhu Xianglu，Chen Zhou，Gong Wenfeng，Yue Song

(Hubei Jiuzhiyang Infrared System Company Limited， Wuhan 430223， China)

Abstract： In order to improve the bandwidth efficiency and system reliability of the data processing module accessing the DDR memory in the image processing system of the infrared thermal imager, a DDR memory access scheme based on AXI4 bus is designed using Xilinx Kintex-7 series FPGA. The user interface design of AXI4 bus is realized, and the requirements for real-time access control of multiple ports of DDR memory are completed. The test results prove that the design is feasible, and the interface conforms to AXI4 bus protocol, so that the read/write bandwidth and efficiency of the data module in the infrared image processing system for DDR can reach a higher level.

Key words : FPGA；AXI4；infrared image processing；DDR

0　引言

在基于FPGA的紅外熱像儀圖像處理系統(tǒng)中，采用多級(jí)流水線數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)紅外探測(cè)器輸出的圖像做連續(xù)處理，包括非均勻性校正、壞元校正、圖像濾波等[1-3]。其中許多處理模塊需要使用多幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，所以需要使用FPGA外掛載的DDR存儲(chǔ)器對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)存儲(chǔ)器的訪問需要設(shè)計(jì)DDR多端口讀寫控制來完成，通常設(shè)計(jì)者會(huì)采用UI接口的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)[4-7]，方法結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單，但缺少成熟通用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議支持，不能很好地兼顧數(shù)據(jù)傳輸效率與系統(tǒng)穩(wěn)定性，也缺乏通用性。

針對(duì)這些問題，本文提出了一種在紅外熱像儀圖像處理系統(tǒng)中利用AXI4總線構(gòu)建的多端口DDR存儲(chǔ)器訪問方案，并結(jié)合Xilinx Kintex-7系列FPGA與Micro DDR3對(duì)AXI4總線的接口進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。由于加入了標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議，該方案同樣支持其他系列FPGA、DDR，具備良好移植性與通用性。

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作者信息：

朱祥路，陳洲，宮文峰，岳松

（湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司，湖北武漢 430223）

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