資料介紹
介紹了一種用單片FPGA實現(xiàn)的實時、多任務、高速圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)承擔著提高信噪比、壓縮數(shù)據(jù)量、Stokes參數(shù)觀測和儀器及觀測模式控制等任務。針對一個星載系統(tǒng),采用了核心邏輯片內(nèi)冗余、設計了相應的冗余管理線路等可靠性設計技術(shù),采用了放置片內(nèi)測試和校驗模塊等可測性設計技術(shù),使系統(tǒng)工作時鐘達40 MHz,圖像處理速率達100 Mbps。
圖像處理一般都是用數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP)來完成的。但采用多DSP或DSP陣列的方法使系統(tǒng)在成本、重量、功耗等方面都會快速升高。近年來采用現(xiàn)場可編程門陣列(Field ProgrammableGate Array,F(xiàn)PGA)或可編程器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)設計邏輯電路已成為了一種趨勢[1, 2],其原因:1) 集成電路由于集成度IC(Integrated Circuit)的大大提高,可編程器件給用戶提供了豐富的可編程資源;2) 可編程器件開發(fā)系統(tǒng)和仿真手段日臻完美;本文介紹的預處理系統(tǒng)是中科院國家天文臺即將立項的國家重大工程項目——空間太陽望遠鏡(Space Solar Telescope,SST)科學數(shù)據(jù)處理單元(Science DataProcessing Unit,SDPU)的一個子系統(tǒng)[3, 4]。SDPU的功能是對由觀測儀器采集到的科學數(shù)據(jù)進行一系列復雜的圖像處理任務,以滿足天文學者對太陽的分析要求。預處理系統(tǒng)是一個單片的FPGA系統(tǒng),由于本系統(tǒng)是一個星載系統(tǒng),除了功能設計外,還采用了可測性設計技術(shù),設計出了一個高可靠性的系統(tǒng)。
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