【摘 要】
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随着工业自动化程度的提高,在流水线操作的各道工序上,具有智能化的处理系统逐步替代人工作业。传统的检测水平难以满足日益提高的产品实时无暇检测要求。同时,具有高分辨率的传
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随着工业自动化程度的提高,在流水线操作的各道工序上,具有智能化的处理系统逐步替代人工作业。传统的检测水平难以满足日益提高的产品实时无暇检测要求。同时,具有高分辨率的传感器件、具有可重构功能的可编程逻辑器件快速发展,为高精度的实时处理提供了硬件系统。
本文以线阵CCD传感器和FPGA为主要器件,搭建了针对影像扫描的硬件处理系统。系统包括线阵CCD传感器及其控制模块、模数转换模块、驱动和控制模块、运算处理模块以及通信模块。在驱动和控制模块中,采用Verilog HDL实现处理模块与传感器之间的采样控制、与SDRAM存储器以及与VGA显示器之间的时序要求。其中,采用异步FIFO结构解决了不同时钟域之间的数据交换,有效地避免亚稳态的出现。除此之外,还使用了Xilinx FPGA自带的32位嵌入式微处理器Microblaze,完成与flash存储器之间的SPI接口以及和上位机之间的10M/100M自适应以太网通信。在搭建好的系统上,利用并行流水的方法实现图像的平滑滤波、边缘检测和边缘区域的流通,从而达到影像扫描检测的目的。
整个设计过程中,采用Cadence公司的Capture实现原理图的绘制、采用Allegro实现PCB的绘制,同时,还做了信号完整性和电源完整性的考虑。在使用FPGA实现的过程中,使用Xilinx的ISE软件完成逻辑的综合、物理约束和时序约束以及逻辑优化,并采用Mentor公司的Modelsim SE进行前仿和后仿,最终生成可下载文件和配置文件。在配置FPGA时,分析对照了几种可配置模式,最后是选用主串模式实现的。
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