机载视频处理系统的设计与研究

发布时间：2020-11-01 04:55

　　 伴随着人工智能、信息交互和5G网络技术的迅速发展,数字视频技术在各类武器装备中应用越来越多。高清数字视频原始数据量较大,传输所需带宽较高,飞行器的导航记录仪存储空间有限,针对这一问题,本文设计了一种基于DSP和FPGA架构的视频处理系统,可以对视频信息进行压缩后存储,用于记录某型飞机执行飞行任务过程中的视频数据。本文首先分析了数字视频技术的研究背景和意义,提出视频处理系统的研究价值。然后简单介绍了视频编码标准和达芬奇技术的发展历程和研究现状,阐述了系统选用DSP+FPGA架构的实现意义。其次根据系统任务需求,提出系统总体设计方案,并在此基础上按照功能对系统进行模块划分,从硬件电路设计和软件设计两方面对各个功能模块进行具体设计。系统选用DSP+FPGA作为基本架构的硬件平台,并运用H.264编码标准的压缩算法,实现视频数据的压缩、存储。总体遵循通用化、模块化、系列化设计思想,利用先进成熟的技术,以确保较好适用性和较高可靠性。最后,提出系统测试方案,搭建测试环境,对视频处理板进行基本硬件测试,通过数据回放软件对存储板中记录的视频流回放,对比分析编码前后视频流数据量的大小,计算视频压缩比率,分析视频处理系统压缩功能。经测试和验证,本文设计的视频处理系统能够达到预期目标,已成功应用在机载设备中。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP391.41;V243
【部分图文】：

充分地解决了定制电路的特点，受到了广泛的应用。FPGA 供应商主要是 Altera和 Xilinx 公司，Xilinx 公司的产品在军工市场用的比较多。Xilinx 公司 FPGA 设计采用28nm 节点达到高性能、低功耗的要求，产品主要包括 Spartan -7、Artix -7、Kintex -7和 Virtex -7 四个 FPGA 系列。其中，Kintex-7 系列是一种新型 Xilinx FPGA，均采用 6输入 LUT 统一架构，拥有较高灵活性和较好扩展性，和 Virtex -7 系列产品相比，性能相当，但价格更便宜，灵活性更高，而且功耗也较低，该系列产品除了满足低功耗低成本开发外，它的信号处理能力也能够满足多数系统设计需求[34]。其中，Kintex -7 产品拥有高达 478K 逻辑单元，可以与 VCXO 元件、AXI IP、和 AMS 集成构建可编程控制系统，支持高达 32 路 12.5G 收发器、2845 GMAC、34Mb BRAM 和高达 1866Mb/s DDR3，内部包含 14 个 BANK 块，I/O 数量最大可达 676 个，接口资源丰富。与相似密度 40nm器件相比，价格和功耗都是原来的一半。本系统中，FPGA 主要实现视频数据格式的解析以及格式转换功能，采用的是 Kintex-7 系列的 XC7K325T 可编程逻辑器件，详细资源参数如图 2.3 所示：

图 3.15 串口调试线缆ow 上的虚拟终端软件 Tera Term，设置串口参数，选择对，8bit 数据位，在板卡启动 Uboot 程序运行倒计时的时候的 IP 跟计算机的 IP 设置到同一个网段，使计算机作为板过命令为：ping 192.168.5.25 测试网络环境是否联通，序行；inci EMAC device68.5.25 is aliveOOT 环境下键入 mw.b 0x81000000 0xFF 0x300000 回车，响应后，键入 tftp 0x81000000 uImage 回车，从 PC 机将000000 为起始地址的内存中。数据传输的过程中终端显示

和文件系统后还需在 UBOOT 环境下设置启动选OOT 的 nand 分区中的，所以如果不需要重新烧一次启动选项就行，但为了确保启动选项已经设项的设置情况。如果首次设置启动项，在 UBOOd 0x81000000 0x00580000 0x300000; bootm 0x8sole=ttyO2,115200n8 noinitrd mem=256M rootwairoot=ubi0:rootfs init=/init rw ip=192.168.5.232:19:on vram=20M notifyk.vpssm3_sva=0xBEE00000完成后可以通过 print 命令查看数据是否保存。
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本文编号：2865044