通過
ZYNQ
板卡實現(xiàn)
FPGA+ARM
架構(gòu)的雙目立體視覺系統(tǒng)
本設(shè)計采用實驗室自主開發(fā)的
Zynq-7020
板卡，提出了基于
FPGA+ARM
架構(gòu)的雙
目立體視覺的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計方案。根據(jù)對系統(tǒng)軟硬件功能劃分，
PL(FPGA)
端主要實現(xiàn)
了雙目攝像頭圖像的采集存儲和
HDMI
顯示，
PS(ARM)
端主要實現(xiàn)了軟件控制和雙目立
體視覺立體匹配和立體校正算法。本設(shè)計雙目攝像頭采用
OV5640
，圖像分辨率為
640*480
，圖像傳輸幀率為
30fps
。通過
AXI-DMA
實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，并用
SGI
軟件中
斷和
DMA
中斷實現(xiàn)乒乓操作，最終平穩(wěn)地在
HDMI
上顯示
640*480
的視差圖。
4.1
雙目系統(tǒng)硬件平臺介紹
4.1.1 Zynq
簡單介紹
Zynq
[24]
是
Xilinx
推出的新一代全可編程邏輯芯片，該芯片內(nèi)不僅集成了基于
Xilinx
可編程邏輯資源的可編程邏輯系統(tǒng)（Programmable Logic，即
PL
），還集成了基于
ARM 公司雙核 ARM Cortex-A9
多核處理器的處理系統(tǒng)（Processing System，即
PS
），如圖
4.1 所示。
ARM Cortex A9
多核處理器是
PS
的心臟，它和其他相關(guān)的處理資源組成了一個應(yīng)
用處理器單元（
Application Processing Unit
，即
APU
），用來支持軟件程序和操作系統(tǒng)。
PL
的實質(zhì)是
Xilinx FPGA
，用來實現(xiàn)高速邏輯
[25]
、算術(shù)和數(shù)據(jù)流系統(tǒng)。在
Zynq
中，可
以把
PL
看成是
PS
的另一個具有可重配置特點的“外設(shè)”，它可以作為
PS
的一個從設(shè)
備，受
ARM Cortex A9
多核處理器控制。比如當(dāng)
ARM Cortex A9
多核處理器的串口數(shù)
量不夠用時，可以用
PL
進行擴展。
同時也可以把
PL
看成一個不受
ARM Cortex A9
多核處理器控制，且與
ARM Cortex
A9
多核處理器對等的主設(shè)備，主動完成與外部芯片、接口的數(shù)據(jù)交互。更甚至
PL
也可
以作為整個系統(tǒng)的主設(shè)備，主動從
PS
的存儲器中獲取存儲數(shù)據(jù)，并可控制
ARM
處理
器的運算。所以，對于
Zynq
芯片，
PS
可以完全獨立使用，不依賴
PL
，
PL
也可以像
PS
那樣獨立運行，但限制是必須使用
JTAG
接口對
PL
進行配置，如果沒有
JTAG
接口，
那么
PL
就無法獨立運行，因為
Zynq
的
PS
和
PL
都必須依靠
PS
來完成芯片的初始化配
置。盡管
PS
和
PL
兩部分都可以單獨使用，但是
Zynq
最有價值的模式還是將
PS
和
PL
兩部分結(jié)合起來一起使用。
?文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-694837.html
由于
PS
和
PL
的供電電路是獨立設(shè)計的，所以這兩部分可以單獨使用，也可以合起
來用，與傳統(tǒng)的
FPGA
和
ARM
相比，
Zynq
全可編程邏輯芯片不但提供了
FPGA
的靈活
性和可擴展性，同時也提供了與專用集成電路和專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相關(guān)的性能、功耗和易用
性，使得設(shè)計者能夠使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的工具在單個平臺上實現(xiàn)高性能和低成本的應(yīng)用，如
駕駛輔助系統(tǒng)、工業(yè)電機控制、多功能打印機、專業(yè)相機和機器視覺、醫(yī)療診斷和成像
等。
4.2
雙目系統(tǒng)外設(shè)模塊介紹
本實驗設(shè)計涉及的核心外設(shè)模塊有雙目攝像頭
OV5640
、
I/O
外設(shè)接口、
DDR3
存儲
器、
HDMI
輸出、
OLED
外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)外設(shè)模塊。
4.2.1.3
雙目攝像頭轉(zhuǎn)接板
根據(jù)實驗板的擴展端口，端口如圖
4.8
中
(a)
圖所示。本實驗中利用
PADS
和
Cadence
軟件聯(lián)合繪制了轉(zhuǎn)接板
PCB
，并交于廠家進行打樣，樣板實物圖如圖
4.8
中
(b)
圖所示，
PADS
軟件設(shè)計如圖
4.9
所示。
4.3
雙目系統(tǒng)軟件部分介紹
通過整個個
PS
內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，如下圖
4.19
所示，大致可以把
PS
分成六部分內(nèi)容，
它們分別是：
1
、應(yīng)用處理器單元（
APU
）；
2
、
AXI
接口（
PS-PL
）；
3
、存儲器接口；
4
、
I/O
外設(shè)接口；
5
、時鐘；
6
、中斷。下面我對本實驗涉及的內(nèi)容進行介紹。
4.3.1
應(yīng)用處理器單元（
APU
）
應(yīng)用處理器單元是整個 PS 的核心，下面我們給出應(yīng)用處理器單元的框架結(jié)構(gòu)，如
圖
4.20
所示。
?
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-694837.html
從該圖中可以看出，應(yīng)用處理器單元中包含了兩個
ARM Cortex A9
處理器，每個處
理器都有獨立的多媒體處理引擎（
NEON
）、浮點單元（
FPU
）、存儲器管理單元（
MMU
）。
信邁提供ZYNQ+雙目視覺解決方案。
到了這里，關(guān)于ZYNQ ARM+FPGA雙目立體視覺控制器設(shè)計與實現(xiàn)（一）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
