基于DSP和FPGA的紅外信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

摘要 針對紅外制導控制信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能分析，提出了采用DSP+FPGA的設計方案，即一種基于TMS320C6414與XC2V2000-FG676的信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設計方案，并從工作原理、硬件以及軟件3個方面介紹了該系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)方法。由DSP完成圖像采集單元的信號采集及處理，由FPGA邏輯設計完成主機控制電路功能部分。本設計具有較高的通用性和可靠性，在紅外成像導引系統(tǒng)中具有較高的實用價值和應用前景。
關鍵詞 紅外制導控制系統(tǒng)；信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；圖像處理；TMS320C6414；XC2V2000-FG676

現(xiàn)代空戰(zhàn)中，光電對抗裝備在戰(zhàn)爭中扮演著重要的角色，而紅外偵測與跟蹤系統(tǒng)由于采用的無源探測技術，因此與雷達等主動探測系統(tǒng)相比具有隱身性強、抗干擾能力好和小型化程度高等優(yōu)點，受到業(yè)內(nèi)的關注。新一代紅外成像導引系統(tǒng)須具備高精度、處理速度快、實時性強且反應時間短等特點，這便要求圖像處理計算機能滿足圖像處理中大數(shù)據(jù)量、復雜運算、實時性強、高傳輸率和穩(wěn)定可靠等要求。文中從工作原理、硬件及軟件3個方面介紹了基于DSP和FPGA芯片的紅外信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設計方法。

1 紅外制導控制系統(tǒng)硬件總體設計
紅外信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按照功能劃分為兩大板塊，由圖像信息處理板和控制信息處理板組成數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。其紅外制導控制信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如圖1所示。圖像信息處理板主要承擔大量的實時圖像信號預處理、圖像信號處理與控制任務；控制信息處理板控制接口信號的采集，跟蹤回路的解算，控制輸出及與飛控計算機等的通訊，同時控制管理模塊也是系統(tǒng)的管理模塊，完成對系統(tǒng)的輸入／輸出操作、同步控制、系統(tǒng)狀態(tài)管理等功能。

2 圖像處理模塊的硬件設計
圖像處理模塊的硬件由復位電路、時鐘電路、圖像采集及預處理電路、DSP圖像處理電路、電源轉換電路和外部接口等電路組成。組成框圖如圖2所示。