原標題：基于OMAP5910雙核處理器實現(xiàn)實時圖像處理系統(tǒng)的應用設計

基于OMAP5910雙核處理器實現(xiàn)實時圖像處理系統(tǒng)的應用設計，主要圍繞OMAP5910雙核處理器的特性及其在處理大規(guī)模圖像數(shù)據方面的優(yōu)勢展開。以下是詳細的設計思路：

一、OMAP5910雙核處理器概述

OMAP5910是TI公司推出的一款高性能多媒體雙核處理器，它將高性能、低功耗的TMS320C55x DSP與控制性能很強的ARM925微處理器集成到同一芯片器件中。這種設計使得OMAP5910在實時圖像處理領域具有顯著優(yōu)勢，能夠同時滿足復雜控制指令的執(zhí)行和大規(guī)模圖像數(shù)據的處理需求。

二、系統(tǒng)架構設計

實時圖像處理系統(tǒng)主要由圖像傳感器、A/D轉換器、復雜可編程邏輯器件FPGA、OMAP5910雙核處理器以及圖像顯示設備等構成。系統(tǒng)的主要功能包括圖像的實時采集、處理和顯示。

1. 圖像采集：圖像傳感器捕獲原始圖像數(shù)據，經過A/D轉換器轉換為數(shù)字信號。

2. 數(shù)據預處理：FPGA接收并預處理這些數(shù)字信號，如降頻等，以適配OMAP5910的處理能力。

3. 圖像處理：OMAP5910的DSP處理器執(zhí)行復雜的圖像處理算法，如圖像增強、壓縮等。

4. 控制指令執(zhí)行：同時，OMAP5910的ARM處理器負責執(zhí)行系統(tǒng)控制指令，如參數(shù)配置、任務調度等。

5. 圖像顯示：處理后的圖像數(shù)據通過FPGA緩存，并經D/A變換合成視頻信號輸出到顯示設備。

三、內存管理與數(shù)據傳輸

由于實時圖像處理系統(tǒng)的數(shù)據量大，有效地處理和傳輸圖像數(shù)據是系統(tǒng)設計的關鍵。OMAP5910支持多種內存配置，包括片內和片外存儲器。

1. 片內存儲器：

• MPU存儲器片內集成了192KB的SRAM。

• DSP存儲器片內集成了64KB的雙向DARAM、96KB的單向SARAM和32KB的程序存儲器PDROM。

• 這些片內存儲器通過存儲器管理單元TC進行管理，確保處理器能夠高效訪問外部存儲區(qū)。

2. 片外存儲器：

• OMAP5910通過EMIFF和EMIFS接口訪問片外存儲器，如SDRAM和Flash等。

• 訪問片外存儲器的速度與訪問片內存儲器的速度差別較大，因此在設計時需要合理優(yōu)化數(shù)據傳輸方案。

3. DMA控制器：

• OMAP5910的DMA控制器能夠在沒有CPU參與的情況下完成映射存儲空間中數(shù)據的搬移，大大提高數(shù)據傳輸效率。

• DMA控制器支持單通道分割操作、多幀傳輸、后臺傳輸?shù)裙δ埽軌蜢`活應對實時圖像處理系統(tǒng)的高吞吐量需求。

四、數(shù)據傳輸優(yōu)化方案

為了保證系統(tǒng)的實時性，需要充分利用OMAP5910的各數(shù)據傳輸通道，并優(yōu)化數(shù)據傳輸方案。一種可行的方案是將整幀圖像數(shù)據劃分為多個塊，并在片內數(shù)據存儲器中進行處理。同時，利用DMA控制器在后臺完成內外存之間的數(shù)據傳輸，避免CPU堵塞在對外存的訪問上。

五、雙核間通信

OMAP5910的雙核結構使得ARM和DSP之間需要進行高效的通信。雙核間的通信可以通過以下方式實現(xiàn)：

1. 共享郵箱寄存器MailBox：ARM和DSP均可以通過MailBox觸發(fā)對方中斷，并傳遞參數(shù)。

2. MPUI方式：ARM通過主機接口獲得對DSP存儲空間和I/O空間的訪問權，完成數(shù)據搬移。

3. 設置DSP的MMU：將DSP的外部存儲空間映射到系統(tǒng)存儲資源中，共享DSP的地址空間。

六、總結

基于OMAP5910雙核處理器實現(xiàn)實時圖像處理系統(tǒng)，需要充分利用其高性能、低功耗的特點以及豐富的內存配置和DMA控制器功能。通過合理的系統(tǒng)架構設計和數(shù)據傳輸優(yōu)化方案，可以實現(xiàn)對圖像數(shù)據的實時采集、處理和顯示，滿足各種復雜應用場景的需求。