《zynq电子内镜》PPT课件.ppt

光学工程与光电子学术论坛 报告 便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计 总体方案设计 2 硬件模块设计 3 总结 4 1 课题背景 报告提纲 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 一、课题背景 目前所用内镜诊治系统（主机）体积较大，通常需要台车放置、必须在特定的场地和环境下才可使用，无法满足野战、救灾等条件下的需求，阻碍着野战内外科多种疾病的急救和及时诊治。本项目拟研制一款结构精简的便携式电子内镜系统。 电子内镜 一、课题背景 显示器、键盘、图像处理器、蓄电池集成为一体。 视频接口拓展，用笔记本电脑代替台式PC工作站。 《便携式电子内镜硬件设计》 3D内窥镜 内窥镜胶囊 二、总体方案设计 Xilinx在2011推出的ARM+FPGA双核架构片上系统。 ARM采用Cortex-A9处理器。 ARM与FPGA通过AXI总线连接。 AXI_LITE AXI4 AXI_STREAM ARM与FPGA共享内存 处理器 ZYNQ 7000 SOC 1. 实物图 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 2. 系统设计方案 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 视频采集 视频采集模块对TVP5150芯片进行配置，TVP5150输出标准的ITU_R BT.656数据，对有效数据进行采集，并进行数据位的合并，输出24位的CrCbY数据和行场同步信号给下一个模块。 三、硬件模块设计 ◇ 输出数据： PAL制式 ：偶行、偶行…奇行、奇行… 帧频 ：25帧/s 分辨率 ：720*576 数据格式：4:2:2的Y、Cr、Cb (Cb、Y、Cr、Y、Cb、Y…) 一个像素：YCbCr 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 TVP5150总数据量：625行(576行有效)，1728字节(1440字节有效，720个Y，360个Cb，360个Cr) 1-23行 无效行 24-311行 288行偶数行 312-336行 无效行 337-624行 288行奇数行 625行 无效行 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 数据位合并 Cr Y Cb Y Cr Y 时钟 pclk CrCbY CrCbY 采集的数据 输出的数据 每隔两个时钟周期输出一个数据， 输出数据的时钟频率是pclk的二分频 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 YCbCr_to_RGB axi stream Gamma correction axi stream axi stream Color correction axi stream vdma SDRAM 颜色空间转换模块 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 gamma correction 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 CRT显示器亮度响应曲线 gamma correction color correction 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 Axi_stream vdma DDR3 SDRAM PS arm部分 S2MM_DMACR 控制寄存器 S2MM_DMASR 状态寄存器 S2MM_VISIZE 场尺寸寄存器 S2MM_HSIZE 行尺寸寄存器 S2MM_STRIDE 两行之间间距 S2MM_ADDR1 写地址1 S2MM_ADDR2 写地址2 S2MM_ADDR3 写地址3 vdma模块 《便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计》 奇偶行交叉存储 偶数行 0 奇数行 0 偶数行 1 奇数行 1 偶数行 2 奇数行 2 偶数行 3 奇数行 3 …… …… address1 *(vdma_base+s2mm_addr1) = (unsigned int) address1; *(vdma_base+s2mm_addr2) = (unsigned int)( address1+720*4); *(vdma_base+s2mm_ STRIDE) = (unsigned int)(720*4*2); 显示模块 《便携式电子内镜硬件设计》 视频分辨率：720*576 显示分辨率：640*480 *(display_base_addr+ (i * 4) )=mode.x VDMA SDRAM display 液晶屏 arm mode: 640*480 800*600 1280*720 光电成像与检测技术实验室 报告 实验结果 总结 四、总结 实现了对ccd摄像头的视频采集 FPGA部分的图像处理算法设计 图像的分辨率为720*576，帧频为25帧每秒， 满足便携式电子内镜的要求，并且性能稳定、