基于AXI4總線的紅外圖像處理系統設計
2023年電子技術應用第8期
朱祥路，陳洲，宮文峰，岳松
（湖北久之洋紅外系統股份有限公司，湖北 武漢 430223）
摘要： 為了提升紅外熱像儀圖像處理系統中數據處理模塊訪問DDR存儲器的帶寬效率與系統可靠性，采用Xilinx Kintex-7系列FPGA設計了一種基于AXI4總線的DDR存儲器訪問方案，實現了AXI4總線的用戶接口設計，完成了對DDR存儲器的多端口實時訪問控制需求。測試結果證明了設計的可行性，接口符合AXI4總線協議規定，使紅外圖像處理系統中數據模塊對DDR的讀寫帶寬與效率達到一個較高的水平。
中圖分類號：TP334 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223426
中文引用格式： 朱祥路，陳洲，宮文峰，等. 基于AXI4總線的紅外圖像處理系統設計[J]. 電子技術應用，2023，49(8)：130-135.
英文引用格式： Zhu Xianglu，Chen Zhou，Gong Wenfeng，et al. Design of infrared image processing system based on AXI4 bus[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(8)：130-135.
中文引用格式： 朱祥路，陳洲，宮文峰，等. 基于AXI4總線的紅外圖像處理系統設計[J]. 電子技術應用，2023，49(8)：130-135.
英文引用格式： Zhu Xianglu，Chen Zhou，Gong Wenfeng，et al. Design of infrared image processing system based on AXI4 bus[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(8)：130-135.
Design of infrared image processing system based on AXI4 bus
Zhu Xianglu，Chen Zhou，Gong Wenfeng，Yue Song
(Hubei Jiuzhiyang Infrared System Company Limited， Wuhan 430223， China)
Abstract： In order to improve the bandwidth efficiency and system reliability of the data processing module accessing the DDR memory in the image processing system of the infrared thermal imager, a DDR memory access scheme based on AXI4 bus is designed using Xilinx Kintex-7 series FPGA. The user interface design of AXI4 bus is realized, and the requirements for real-time access control of multiple ports of DDR memory are completed. The test results prove that the design is feasible, and the interface conforms to AXI4 bus protocol, so that the read/write bandwidth and efficiency of the data module in the infrared image processing system for DDR can reach a higher level.
Key words : FPGA；AXI4；infrared image processing；DDR
0 引言
在基于FPGA的紅外熱像儀圖像處理系統中，采用多級流水線數據處理模塊對紅外探測器輸出的圖像做連續處理，包括非均勻性校正、壞元校正、圖像濾波等[1-3]。其中許多處理模塊需要使用多幀的圖像數據進行運算，所以需要使用FPGA外掛載的DDR存儲器對圖像數據進行緩存。多個數據處理模塊對存儲器的訪問需要設計DDR多端口讀寫控制來完成，通常設計者會采用UI接口的方式進行設計[4-7]，方法結構上較為簡單，但缺少成熟通用的數據傳輸協議支持，不能很好地兼顧數據傳輸效率與系統穩定性，也缺乏通用性。
針對這些問題，本文提出了一種在紅外熱像儀圖像處理系統中利用AXI4總線構建的多端口DDR存儲器訪問方案，并結合Xilinx Kintex-7系列FPGA與Micro DDR3對AXI4總線的接口進行了設計與實現。由于加入了標準總線協議，該方案同樣支持其他系列FPGA、DDR，具備良好移植性與通用性。
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作者信息：
朱祥路，陳洲，宮文峰，岳松
（湖北久之洋紅外系統股份有限公司，湖北 武漢 430223）
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