嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)中ARM與DSP的數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)方案

　　1 嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)總體方案

　　采用ARM+DSP結(jié)構(gòu)的機(jī)器視覺系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖l所示。以三星公司高性能ARM處理器S3C2440作為主控制器，配置并移植Linux操作系統(tǒng)，以TI公司的DSP芯片TMS320C5402為圖像處理的協(xié)處理器，通過對(duì)DSP芯片自帶的HPI接口的硬件連接方案和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。

　　由智能攝像機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的圖像，由ARM控制將數(shù)據(jù)存放在ARM與DSP的公共存儲(chǔ)區(qū)域中，并通知信號(hào)處理模塊DSP調(diào)用各種算法對(duì)視頻圖像進(jìn)行處理，并將結(jié)果信息傳給ARM處理器，由ARM控制步進(jìn)電機(jī)，調(diào)整PTZ攝像機(jī)位姿使其對(duì)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤。ARM處理器還負(fù)責(zé)多任務(wù)管理、人機(jī)交互及中斷報(bào)警等。雙核系統(tǒng)的雙核各自擁有很好的性能，主機(jī)ARM與協(xié)處理器DSP之間能否進(jìn)行快速可靠的數(shù)據(jù)交換，直接決定機(jī)器視覺系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

　　2 雙機(jī)通信硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 HPI接口簡(jiǎn)介

　　主機(jī)接口（HPI）是TI公司C54x系列定點(diǎn)信號(hào)處理器（DSP）內(nèi)部自帶的接口部件，通過它可以方便地實(shí)現(xiàn)DSP與其他主機(jī)連接。增強(qiáng)型的HPI可以允許主機(jī)訪問DSP所有的片上RAM單元，而標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)接口只允許訪問固定的2 K片上RAM。這里用到的TMS320C5402擁有增強(qiáng)HPI-16主機(jī)接口。由以下5部分組成：

　　1）HPI存儲(chǔ)器（DARAM） 傳送主機(jī)與DSP之間的數(shù)據(jù)，在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)能被訪問2次；

　　2）HPI地址寄存器（HPIA） 只有主機(jī)能對(duì)其進(jìn)行直接訪問。該寄存器中存放著當(dāng)前尋址的HPI存儲(chǔ)單元的地址；

　　3）HPI控制寄存器（HPIC） 地址002CH，主機(jī)和DSP都能對(duì)他直接訪問，用來保存HPI操作的控制和狀態(tài)位；

　　4）HPI數(shù)據(jù)鎖存器（HPID） 只有主機(jī)能對(duì)它進(jìn)行直接訪問；

　　5）HPI控制邏輯 處理HPI與主機(jī)之間的接口信號(hào)。

　　2.2 接口電路及其工作原理