如何使用FPGA和ARM設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)多路視頻采集系統(tǒng)

　　提出了一種基于FPGA+ARM的多路視頻采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。該視頻采集系統(tǒng)不僅能對多路快速變化的視頻信號進(jìn)行采集和處理，而且能應(yīng)用為系統(tǒng)信號發(fā)生設(shè)備．系統(tǒng)采用FPGA為核心高速時(shí)序邏輯控制、接口控制單元，加上嵌人式ARM強(qiáng)大的信號采樣控制功能，能夠在較低成本下對多路視頻信號進(jìn)行快速準(zhǔn)確可靠的獲取。

　　視頻信號可以直觀地顯示出目標(biāo)物體的具體信息。視頻采集在航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于目標(biāo)識別、測角測距和自動(dòng)成像制導(dǎo)。視頻采集系統(tǒng)需要對多路視頻信號進(jìn)行嚴(yán)格地時(shí)序控制，同時(shí)要求采集生成的視頻信號與接收系統(tǒng)有良好的匹配特性，不準(zhǔn)確的視頻采集會帶來目標(biāo)錯(cuò)誤識別、測量誤差和制導(dǎo)錯(cuò)誤。

　　傳統(tǒng)視頻采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用單片機(jī)或PC系統(tǒng)，存在諸如MCU的復(fù)位不可靠或PC可能跑飛等問題，采用FPGA可以高速、高可靠地進(jìn)行視頻采樣控制、高速數(shù)據(jù)存儲、傳輸控制。目前多路視頻采集系統(tǒng)多采用多個(gè)A／D轉(zhuǎn)換器+DSP的結(jié)構(gòu)，雖然可以達(dá)到很高的采樣率，獲得很好的視頻數(shù)據(jù)處理效果，但系統(tǒng)制造成本過高。而且多路A／D對視頻信號并行采樣時(shí)，增加了系統(tǒng)的功率消耗，且管腳與電路連接的增加也提高了電路復(fù)雜度。而ARM是一個(gè)多任務(wù)的處理器，較DSP構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)而言制造成本低，開發(fā)容易，集成度高，而且也能獲得良好視頻采集效果。采用ARM不僅可以實(shí)現(xiàn)較高速度視頻信號的A／D采樣，而且可以對各路視頻信號進(jìn)行獨(dú)立的算法控制和編程處理，采集到視頻信號能保證與航空航天應(yīng)用系統(tǒng)要求良好的匹配。同時(shí)，采用FPGA對ARM進(jìn)行有效控制，極大地提高了ARM的工作性能與多任務(wù)支配。