基于DSP和FPGA的紅外信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

摘要 針對(duì)紅外制導(dǎo)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(shè)計(jì)方案，即一種基于TMS320C6414與XC2V2000-FG676的信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并從工作原理、硬件以及軟件3個(gè)方面介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。由DSP完成圖像采集單元的信號(hào)采集及處理，由FPGA邏輯設(shè)計(jì)完成主機(jī)控制電路功能部分。本設(shè)計(jì)具有較高的通用性和可靠性，在紅外成像導(dǎo)引系統(tǒng)中具有較高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞 紅外制導(dǎo)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(duì)抗裝備在戰(zhàn)爭(zhēng)中扮演著重要的角色，而紅外偵測(cè)與跟蹤系統(tǒng)由于采用的無(wú)源探測(cè)技術(shù)，因此與雷達(dá)等主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)相比具有隱身性強(qiáng)、抗干擾能力好和小型化程度高等優(yōu)點(diǎn)，受到業(yè)內(nèi)的關(guān)注。新一代紅外成像導(dǎo)引系統(tǒng)須具備高精度、處理速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)且反應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，這便要求圖像處理計(jì)算機(jī)能滿(mǎn)足圖像處理中大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜運(yùn)算、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、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(gè)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(shè)計(jì)方法。

1 紅外制導(dǎo)控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)
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(dǎo)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(dān)大量的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)預(yù)處理、圖像信號(hào)處理與控制任務(wù)；控制信息處理板控制接口信號(hào)的采集，跟蹤回路的解算，控制輸出及與飛控計(jì)算機(jī)等的通訊，同時(shí)控制管理模塊也是系統(tǒng)的管理模塊，完成對(duì)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(shè)計(jì)
圖像處理模塊的硬件由復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、圖像采集及預(yù)處理電路、DSP圖像處理電路、電源轉(zhuǎn)換電路和外部接口等電路組成。組成框圖如圖2所示。