基于PowerPC的小目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3. 2　微處理器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　PowerPC微處理器子系統(tǒng)以PowerPC微處理器硬核為核心,通過(guò)處理器局部總線( PLB)與片內(nèi)塊RAM連接,進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸;通過(guò)OPB總線與外圍慢速設(shè)備進(jìn)行交互,外設(shè)通過(guò)相應(yīng)的外設(shè)接口IP控制器與總線互連。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求,需要用到的外設(shè)接口IP主要有: GPIO控制器(用于外部中斷信號(hào)輸入、控制命令輸出以及單個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸)、EMC接口控制器(訪問(wèn)外部ZBT SRAM)、DDR SDRAM控制器(控制DDR SDRAM)、UART控制器(與上位機(jī)通信,便于調(diào)試和產(chǎn)生按鍵輸入中斷控制系統(tǒng)功能)、Timer定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(對(duì)軌跡關(guān)聯(lián)及門(mén)限值求取的處理時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控)、INTR中斷控制器(多中斷輸入管理)等。系統(tǒng)組成如圖4所示。

圖4　PowerPC微處理器系統(tǒng)框圖

　　4　PowerPC微處理器子系統(tǒng)調(diào)試及分析

　　為了驗(yàn)證開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序是否能實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)軌跡關(guān)聯(lián),在應(yīng)用程序中設(shè)計(jì)一個(gè)生成候選點(diǎn)的圖像程序塊, 生成好這些處理對(duì)象, 然后利用計(jì)時(shí)器( timer) ,監(jiān)視處理完每一幀圖像消耗的時(shí)間,同時(shí)把PowerPC微處理器子系統(tǒng)檢測(cè)到的軌跡信息以及消耗的時(shí)間輸出在超級(jí)終端,以檢查PowerPC微處理器子系統(tǒng)的工作情況。

　　本次調(diào)試中,設(shè)計(jì)的每幀候選點(diǎn)圖像中都只包含兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn),而且都按Vx = 1,Vy = 1的速率作勻速直線運(yùn)動(dòng)。圖5給出一組軌跡關(guān)聯(lián)測(cè)試結(jié)果。通過(guò)數(shù)據(jù)分析可知,系統(tǒng)處理一條軌跡長(zhǎng)度超過(guò)15的軌跡平均耗時(shí)也不會(huì)超過(guò)0. 04ms。對(duì)于100幀/秒的輸入圖像數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)5幀一階段的能量累加過(guò)后,得到的候選點(diǎn)圖像幀頻為20幀/秒。假設(shè)一幀候選點(diǎn)圖像包含300個(gè)候選點(diǎn),則可以設(shè)置軌跡關(guān)聯(lián)最大預(yù)設(shè)軌跡數(shù)為1000,那么, 1000條軌跡的關(guān)聯(lián)處理不會(huì)超過(guò)40ms,還在候選點(diǎn)圖像幀周期之內(nèi)。所以PowerPC完全能夠?qū)崟r(shí)完成軌跡關(guān)聯(lián)任務(wù)。

圖5　軌跡關(guān)聯(lián)測(cè)試結(jié)果圖

　　5　結(jié)　論

　　經(jīng)調(diào)試驗(yàn)證, 本設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期效果。基于PowerPC的小目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)檢測(cè),而且硬件資源的余量以及處理器處理能力的潛力都為系統(tǒng)改進(jìn)和升級(jí)提供了可能。