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基于FPGA的红外视频信号测试系统设计

宋会龙  
【摘要】:FPGA具有内部信号时钟延迟少,灵活性强,集成度高,可以在并行的方式下进行工作的优点,适合于小规模图像信号系统设计。本文为了便于测试红外视频信号处理电路系统的功能和性能,拟设计一套专用图像信号测试子系统,便于在测试过程中,为信号处理电路提供信号源、模拟焦面电路输出信号。本系统采用了Xilinx公司V5系列XC5VFX130T型的FPGA作为主控芯片,主要实现为信号处理电路提供图像信号源、模拟5路长短波输出信号的功能。具体的数据处理过程为:经过对片外缓存DDR2 SDRAM数据的读取,将数据缓存在双端口RAM中,通过数据的位宽转化提取出原始数据,并对原始数据进行数据增益,最终经过双端口RAM的乒乓缓存,实现数据的跨时钟域传输,在外部电路提供的长短波时序作用下,输出5路长短波输出信号。在系统设计时,首先根据要求选取合适的FPGA以及片外缓存DDR2;依据数据处理过程将设计分为时钟产生模块、使能及行同步信号产生模块、数据读取分发模块、数据缓存模块、数据位宽转化模块、数据增益模块和数据输出模块;分别完成时钟信号产生,数据缓存读取分发,数据位宽转化和增益,输入输出数据的跨时钟域传输的功能。该系统最大缓存容量为8 Gbits,FPGA板级晶振为100MHz。经过Modelsim软件仿真和Chipscope在线硬件调试结果表明,该系统能稳定的传输长短波数字信号数据;2路长波信号输出频率为2M,3路短波信号输出频率为4M;支持增益可调,满足设计要求。


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