CPCI总线实现实时图像信号处理平台设计
dsp+fpga混用设计
为了提高算法效率，实时处理图像信息，本处理系统是基于dsp+fpga混用结构设计的。本系统要求dsp可以满足算法控制结构复杂、运算速度高、寻址灵活、通信能力强大的要求。所以，我们选择指令周期短、数据吞吐率高、通信能力强、指令集功能完备的dsp。选用百万门级fpga进行硬件实现。非常适合实时信号处理系统。
系统架构设计
compactpci作为pci总线的电气、软件和工业组装标准，是当今最新的计算机标准之一。compactpci总线的高速、坚固、可靠、稳定，与pci软件的良好兼容性，使得它成为工控领域最流行和通用的计算机接口总线。
cpci目前最高传输速度528mb/s，可用的pci-x的最高传输速度可达1066mb/s。
在高速坚固，可靠稳定的技术基础上，本系统设计了可运用客户自有协议的cpci背板和接口统、高度模块化的cpci业务板。
综合业务处理平台
综合业务处理平台是指在单一平台实现多路信号预处理、复杂图像算法、图像显示、数据存储、系统控制等任务。这不仅要求硬件必须具备高性能，可以进行实时处理，同时，嵌入式的应用环境还要求体积小、重量轻、功能强、可靠性高。
完整的系统由以下几个模块构成：箱体，电源，背板，a/d预处理板与信号处理板等。
箱体，电源和背板
箱体采用标准19英寸上架的外型尺寸。内部空间：支持2u 4槽cpci背板;支持2个3ucpci电源。箱体背部双电源输入接口，通断式开关(支持常开)。以便响应断电后系统重启的要求。
3u cpci电源支持热插拔;采用和系统一体的智能管理电源背板;支持ac输入。
背板上有4个6u插槽，每个插槽有5个插座：p1，p2，p3，p4，p5。p1，p2为标准pci，提供5v/3.3v信号环境。
系统槽p3，p3，p5定义按照系统板mic-3369定义标准。
扩展槽：p1，p2，p3，p4，p5采用穿透型长针，前后穿透，配护套。p1，p2这样设计，前插板和后插板都可以根据实际需求从背板上取得供电。p3，p4，p5提供完善的信号前后路由。
此外，3个扩展槽的p3之间、p4之间、p5之间设计为pin to pin连通。
这样设计，为业务板间建屯线性扩展，上一级处理模块与下一级模块通信建立了物理通信端口。
a/d预处理板
考虑到系统每个业务板都要处理多路输入，而且工程安装设备要求便利，我们专门为模拟输入的信号调理设计一个标准的处理模块：尺寸为233.35mm×80mm×1槽空间。这样信号线全部在箱体后部接入。每个业务板一一对应预处理的数字信号按照预定的方式通过p5高速传送到对应业务板上的fifo。fifo控制器根据触发的有效来变换工作方式。
考虑到系统扩展和故障排除的便利，业务处理板设计成统一的架构。这样，用户针对不同的处理业务只要更改设计好的软件内核，硬件接口程序和用户界面都不用更改。同样，排除故障时只要更换问样的业务板即可完成。
业务处理板尺寸为233.35mm×160mm×1槽空间;支持picmg 2.1热插拔规范。
板上dsp和fpga各自带有ram，用于存放业务处理过程所需要的数据。
pmc i/o扩展板
实际应用于工程时，模块化的系统部件通常需要接受外部指令或通过特定的i/o接口输出数据。我们采用了pmc卡来解决。pmc(pcimezzanine card)规范ieee 1386给出了mezza-nine模块的标准。它提供了一种针对不同载板规格高性价比的实现i/o功能的方式。
pmc标准是把pci总线信号映像到pj386板卡上。单模块尺寸单((74mm ×149mm)上的前突起部分用来接通i/o，通过标为p1、p2、p3、p4的四个联接头与载板上pci互联。
用户可以根据现场的要求选择标准pmc网络接口卡接受和传输数据。也可以按照需要定制各种串口i/o接口卡，完成时统调度。
系统处理板
mic-3369采用低功耗pentium-m处理器和优化的intel*e7501+ich4r芯片组，具有支持64bit/66mhz的系统总线，提供了3.2gb/s的带宽，性能具有极佳的竞争力。mic-3369在设计上支持picmg2.16规范，兼容picmg 2.9规范，能够与远程管理系统平台协同工作。
系统应用
(远)红外遥测系统
在(远)红外遥测系统中开展红外数字视频信号成像的实时处理系统。
在对大尺度空间或复杂地形进行遥感观瞄时，采用了多个红外频段的探测器。根据不同的精度数据进行处理，绘制出图像输出到显示终端，并把大量数据快速存储到本地硬盘供后续使用。
系统的工作原理框图示于图4。
实时目标探测系统
在ic生产或精密器件研磨加工都使用了工业视频处理系统。在这样的系统中，并行输入输出的信号频率一般不高，但对信号处理精度和实时性的要求很严格。
我们应用上述架构实现了一个实时目标检测系统，该系统的任务主要足接收多个工位上传的位置量传感器，位移量传感器和摄像头输出的灰度图象，经预处理、编码、算法处理和目标识别后，输出结果到显示终端，同时发出指令给控制电路。其中，低层的处理，其运算数据量大，但运算结构较规则，适于用fpga进行纯硬件实现;而算法处理及目标识别等高层图象处理，要用到多种协议结构，用dsp编程来实现。系统的示意图如图5所示。
结语
采用本文介绍的体系结构，能够在一个开放的模块化的平台上迅速实现高密度高可靠性的系统。它具有以下特点：
1.低mttr，高可用性;
2.系统配置灵活和升级、维护方便;
3.方便实施系统定制，降低研发成本;
4.迅速实现专属应用，提高竞争优势。
桁架机器人执行部分解说
电压不稳老烧东西是什么原因
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怎样选择合适的电容
浪潮AI服务器NF5488A5一举创造18项性能纪录
CPCI总线实现实时图像信号处理平台设计
PLC程序设计常用方法总结
超极本=超级难卖?超极本不是“救世主”！
iPhone7/7Plus销量暴跌，辉煌不再，中国红也救不了苹果了
常见的流控机制之fifo与带外流控
比特币的起源谜团
当AI开始保护TA
伺服电机十大故障分析（二）
万用表能否测量nA级别信号
德州仪器推出在线工具WEBENCH系统电源建筑师
根据PCI总线的实时测频卡WDM驱动程序设计策略
虚拟现实技术都用在了哪些方面
微软新款 Xbox 外接硬盘要求公布：USB 3.0，128GB
LPC553x/S3x MCU系列功能简介
Supermicro 在北京 IDF 上展示新的 Twin
为了提高算法效率，实时处理图像信息，本处理系统是基于dsp+fpga混用结构设计的。本系统要求dsp可以满足算法控制结构复杂、运算速度高、寻址灵活、通信能力强大的要求。所以，我们选择指令周期短、数据吞吐率高、通信能力强、指令集功能完备的dsp。选用百万门级fpga进行硬件实现。非常适合实时信号处理系统。
系统架构设计
compactpci作为pci总线的电气、软件和工业组装标准，是当今最新的计算机标准之一。compactpci总线的高速、坚固、可靠、稳定，与pci软件的良好兼容性，使得它成为工控领域最流行和通用的计算机接口总线。
cpci目前最高传输速度528mb/s，可用的pci-x的最高传输速度可达1066mb/s。
在高速坚固，可靠稳定的技术基础上，本系统设计了可运用客户自有协议的cpci背板和接口统、高度模块化的cpci业务板。
综合业务处理平台
综合业务处理平台是指在单一平台实现多路信号预处理、复杂图像算法、图像显示、数据存储、系统控制等任务。这不仅要求硬件必须具备高性能，可以进行实时处理，同时，嵌入式的应用环境还要求体积小、重量轻、功能强、可靠性高。
完整的系统由以下几个模块构成：箱体，电源，背板，a/d预处理板与信号处理板等。
箱体，电源和背板
箱体采用标准19英寸上架的外型尺寸。内部空间：支持2u 4槽cpci背板;支持2个3ucpci电源。箱体背部双电源输入接口，通断式开关(支持常开)。以便响应断电后系统重启的要求。
3u cpci电源支持热插拔;采用和系统一体的智能管理电源背板;支持ac输入。
背板上有4个6u插槽，每个插槽有5个插座：p1，p2，p3，p4，p5。p1，p2为标准pci，提供5v/3.3v信号环境。
系统槽p3，p3，p5定义按照系统板mic-3369定义标准。
扩展槽：p1，p2，p3，p4，p5采用穿透型长针，前后穿透，配护套。p1，p2这样设计，前插板和后插板都可以根据实际需求从背板上取得供电。p3，p4，p5提供完善的信号前后路由。
此外，3个扩展槽的p3之间、p4之间、p5之间设计为pin to pin连通。
这样设计，为业务板间建屯线性扩展，上一级处理模块与下一级模块通信建立了物理通信端口。
a/d预处理板
考虑到系统每个业务板都要处理多路输入，而且工程安装设备要求便利，我们专门为模拟输入的信号调理设计一个标准的处理模块：尺寸为233.35mm×80mm×1槽空间。这样信号线全部在箱体后部接入。每个业务板一一对应预处理的数字信号按照预定的方式通过p5高速传送到对应业务板上的fifo。fifo控制器根据触发的有效来变换工作方式。
考虑到系统扩展和故障排除的便利，业务处理板设计成统一的架构。这样，用户针对不同的处理业务只要更改设计好的软件内核，硬件接口程序和用户界面都不用更改。同样，排除故障时只要更换问样的业务板即可完成。
业务处理板尺寸为233.35mm×160mm×1槽空间;支持picmg 2.1热插拔规范。
板上dsp和fpga各自带有ram，用于存放业务处理过程所需要的数据。
pmc i/o扩展板
实际应用于工程时，模块化的系统部件通常需要接受外部指令或通过特定的i/o接口输出数据。我们采用了pmc卡来解决。pmc(pcimezzanine card)规范ieee 1386给出了mezza-nine模块的标准。它提供了一种针对不同载板规格高性价比的实现i/o功能的方式。
pmc标准是把pci总线信号映像到pj386板卡上。单模块尺寸单((74mm ×149mm)上的前突起部分用来接通i/o，通过标为p1、p2、p3、p4的四个联接头与载板上pci互联。
用户可以根据现场的要求选择标准pmc网络接口卡接受和传输数据。也可以按照需要定制各种串口i/o接口卡，完成时统调度。
系统处理板
mic-3369采用低功耗pentium-m处理器和优化的intel*e7501+ich4r芯片组，具有支持64bit/66mhz的系统总线，提供了3.2gb/s的带宽，性能具有极佳的竞争力。mic-3369在设计上支持picmg2.16规范，兼容picmg 2.9规范，能够与远程管理系统平台协同工作。
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结语
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1.低mttr，高可用性;
2.系统配置灵活和升级、维护方便;
3.方便实施系统定制，降低研发成本;
4.迅速实现专属应用，提高竞争优势。
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