基于SOC的图像采集系统研究与设计.doc

摘要:伴随着图像处理技术的快速发展，图像处理系统在功能及实时性上的要求也在逐渐地提高，目前现有的PC图像处理系统工作效率低、体积大，基于DSP的图像采集系统，其指令系统仍是串行结构，不能实现并行控制和运算。因此本文提出并设计了基于SOC的图像采集与显示系统。

本系统以自行开发FPGA技术，结合软核的裁减，实现图像的采集与显示。本系统包括：NIOS软核处理器、CMOS控制逻辑、数据存储处理逻辑、VGA显示控制逻辑四部分。采用NIOS软核处理器为主控制器，结合CMOS控制逻辑、数据存储处理逻辑、VGA显示控制逻辑完成系统的设计。同时在Quartus II上面用Verilog HDL语言编写各个控制逻辑。并通过相应的仿真，验证设计的正确性。

最后通过硬件的测试，系统可以对图像进行实时的采集与显示，符合实时性、小型化设计，应用场合广泛满足设计要求，具有重要的研究意义及较好的应用价值。

关键词：图像采集；软核处理器；CMOS；VGA；FPGA

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1课题研究背景及意义-1

1.2国内外发展现状-1

1.3本文研究的主要内容-2

2 系统设计方案-3

2.1系统总体设计-3

2.2关键器件的选择-4

2.2.1图像传感器的选择-4

2.2.2 FPGA的选择-4

3 系统硬件电路设计-6

3.1 FPGA外围电路-6

3.2 CMOS摄像头接口电路-7

3.3电源电路-8

3.4 JTAG接口电路-9

3.5 VGA显示电路-9

4 系统逻辑设计-11

4.1 NIOS软核搭建-11

4.2系统顶层逻辑设计-18

4.3 图像采集逻辑设计-20

4.4 数据存储逻辑设计-21

4.5 VGA显示逻辑设计-22

5 实验结果-24

5.1 实验现象-24

结    论-26

参 考 文 献-27

附录A部分程序-28

附录B部分原理图-32

致    谢-33