218弹箭与制导学报2007年实时视频处理系统中乒乓缓存的设计*康艳霞1,2,曹剑中1,田雁1,2,车嵘1,2,3,孙磊1,2(1中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710068;2中国科学院研究生院,北京100039;3解放军西安通讯学院,西安710106)摘要:实时视频处理系统中,采用乒乓缓存结构来为恒速的视频编解码与变速的DSP图像处理过程之间提供适应通道。文中比较了FIFO、双口RAM、乒乓缓存结构三种数据缓存电路的优缺点,讨论了乒乓缓冲控制器的结构和原理,并以高速、大容量的SRAM以及FPGA器件为基础,设计了一种适应于高速DSP图像处理系统的乒乓缓存结构,其特点是速度快、所需器件少,易于与DSP器件接口。关键词:乒乓缓存;实时视频处理;FPGA;DSP中图分类号:TN91173文献标志码:APingpangCacheStructureinRealtimeVideoProcessingSystemKANGYanxia1,2,CAOJianzhong1,TIANYan1,2,CHERong1,2,3,SUNLei1,2(1XianInstituteofOpticsandPrecisionMechanicsofCAS,Xian710068,China;2GraduateSchoolOfCAS,Beijing100039,China;3XianCommunicationsInstituteofPLA,Xian710106,China)Abstract:Inrealtimedigitalvideoprocessingsystem,pingpangcachestructureisusuallyemployedtoavoidtheconflictbetweentheinvariablevideocodecspeedandvariablespeedofDSPimageprocessing.ThecharacteristicsofFIFO,doubleportRAMandpingpangcachestructurewerecompared.Theprincipleandfeaturesofpingpangcachestructurewerediscussed,andarealpingpangcachestructurewasalsogivenwhichconsistedofhighspeed,largecapacitySRAMandFPGA.Foravideoprocessingsystem,thispingpangcachestructureiseasytointerfacewithAD,DAandDSP.Keywords:pingpangcachestructure;realtimevideoprocessingsystem;FPGA;DSP解码器件由FPGA控制送给DSP进行处理,由1引言DSP根据不同的捕获方式算出相应的脱靶量(脱数字视频处理系统中,视频数据的流量非常靶量即为飞行目标与预定位置的差值),再将图大,且对系统的实时性要求较高。因此,系统必像信息经FPGA控制送给视频编码芯片显示出须采用高速CPU,且需建立快速、有序的视频数结果。在整个过程中,多个图像模块是依次对同据输入、输出机制。系统采用高速DSP为核心一个图像信息进行处理,具有较为明显的流水特处理器,基于FPGA实现视频采集和显示单元,性。因此,采用了适合对数据流进行流水线式处并在此基础上,设计出适应于高速DSP和FP理、能高效完成大量实时视频数据处理的乒乓缓GA系统的乒乓缓存结构。文中重点对乒乓缓存结构。存结构的数字图像输入、输出缓冲电路进行研实时视频处理系统的核心是高速DSP器究,探讨其原理及特点,并根据DSP图像处理系件,其系统结构如图1所示。其中,高速DSP芯统的具体应用环境,给出其设计方案。片通过EMIF接口与周边电路相连,构成系统处理的核心,视频编、解码电路则完成标准模拟视2实时视频处理系统频和数字视频之间的相互转换。在此电路中,输在实时视频处理系统中,视频图像经过视频入缓存和输出缓存电路的作用是为恒速的视频*收稿日期:2006-10-13;修回日期:2006-12-18作者简介:康艳霞(1980-),女,河北人,硕士研究生,研究方向:图像处理与图像识别。第27卷第4期实时视频处理系统中乒乓缓存的设计康艳霞等219编解码与变速的DSP图像处理过程之间提供适看,双口RAM比FIFO要大一些,但总的来说,应通道。这两种缓冲结构的存储容量还是相对较小,对高速图像处理系统而言,还不是特