一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式DMA傳輸裝置。
技術(shù)背景
[0002]線材在生產(chǎn)過程中，由于原材料選取和加工工藝等多方面因素，線材表面會不可避免的出現(xiàn)氣孔、劃痕、麻點等缺陷，這些缺陷會影響最終產(chǎn)品的性能。因此需要在線材生產(chǎn)的過程中對其表觀缺陷進行檢測。機器視覺檢測技術(shù)是利用攝像機獲取被檢測物件的圖像，通過圖像處理技術(shù)實現(xiàn)檢測的一種高新技術(shù)，具有非接觸、速度快、精度高、智能化等優(yōu)點。將機器視覺技術(shù)引入到線材表觀缺陷檢測中，取代傳統(tǒng)的人工檢測，克服了人工檢測穩(wěn)定性差、速度慢的缺點。
[0003]視頻算法處理部分是機器視覺的核心。由于線纜具有很高的運動速度，并且缺陷檢測有很高的精度要求，因而造成視頻數(shù)據(jù)具有高分辨率和高幀率的特點，為了保障處理的實時性，需要在FPGA上使用硬件邏輯資源并配合嵌入式ARM處理器共同完成視頻處理功能，其中使用FPGA的硬件邏輯資源完成一些硬件視頻處理單元，完成視頻處理過程中的單個步驟。
[0004]在視頻算法處理系統(tǒng)中，包括ARM處理器、各個硬件視頻處理單元、大容量的外部存儲器以及相應(yīng)的接口和控制模塊。在視頻處理系統(tǒng)工作的過程中，ARM處理器和各個硬件視頻處理單元需要頻繁、大量地向外部存儲器DDR中寫入和讀取數(shù)據(jù)。因而，視頻數(shù)據(jù)在處理單元和DDR之間的傳輸速率成為影響整個視頻處理系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。
[0005]DMA (Direct Memory Access直接內(nèi)存存取)是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸方式，無需CPU的干預(yù)即可實現(xiàn)外設(shè)和存儲器之間直接讀寫數(shù)據(jù)。本發(fā)明公開了一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式DMA傳輸方法和裝置，用于線纜表觀缺陷檢測的視頻算法處理系統(tǒng)上，使用DMA方式控制處理單元和DDR之間的數(shù)據(jù)傳輸，可以極大地提高視頻處理單元對片外存儲器DDR的訪問速度，從而提高整個系統(tǒng)的性能。
[0006]1、通用的DMA控制器，大多傳輸?shù)囊痪S數(shù)據(jù)，而視頻數(shù)據(jù)為二維的圖像數(shù)據(jù)，并且具有視頻數(shù)據(jù)專有的標志信號，傳統(tǒng)的DMA控制方法無法利用視頻數(shù)據(jù)專用的標志信號，無法直接實現(xiàn)二維視頻信號的傳輸。
[0007]2、集中式的DMA控制方式，使用一個多通道的DMA控制器，將所有的外設(shè)都連接到這個DMA控制器上，由該DMA控制器統(tǒng)一完成數(shù)據(jù)搬運工作。該方法應(yīng)用在本發(fā)明使用的FPGA視頻信號處理領(lǐng)域時，具有如下缺點:
[0008](I)系統(tǒng)靈活性差，不同的外設(shè)傳輸數(shù)據(jù)的方式存在著一定的差異，需要采用不同的傳輸?shù)哪Ｊ?，使用集中式的DMA控制方式，難以滿足這一要求。
[0009](2)系統(tǒng)擴展性差，當有新的外設(shè)需要添加到系統(tǒng)的時候，使用集中式的DMA控制方法，需要重新修改DMA控制器，增加相應(yīng)的通道和仲裁等設(shè)計，在實際應(yīng)用中十分不方便。
[0010](3)可靠性低，當某個外設(shè)出現(xiàn)傳輸故障時，集中的DMA控制器會受到影響，可能導(dǎo)致無法正常工作，從而導(dǎo)致其他外設(shè)也無法通過DMA正常傳輸數(shù)據(jù)，整個傳輸系統(tǒng)將崩潰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足之處設(shè)計一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式傳輸裝置，通過硬件對需要處理的視頻流信號進行分步驟處理，每個處理步驟采用一個DMA控制器單獨對該步數(shù)據(jù)進行存取，從而達到在數(shù)據(jù)存取過程中可靠性高、速度快、靈活性強、系統(tǒng)擴展性強的目的。
[0012]本發(fā)明一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式傳輸裝置，該裝置對視頻流信號進行分布式處理，每個處理步驟通過硬件實現(xiàn)，每步處理硬件都會由DMA配置單元控制一個DMA控制器負責(zé)該步處理硬件所需數(shù)據(jù)的讀寫，從而實現(xiàn)發(fā)明目的。因而本發(fā)明一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式傳輸裝置，該裝置包括:多個信號處理模塊、ARM處理器模塊、存儲器模塊及連接各模塊的傳輸總線，每個信號處理模塊負責(zé)對信號進行一個步驟的處理；其中信號處理模塊包括:視頻處理單元、DMA控制器、DMA配置單元，DMA配置單元判斷視頻處理單元的數(shù)據(jù)讀寫需求，控制DMA控制器將視頻處理單元所需數(shù)據(jù)從存儲器模塊中直接讀寫；
[0013]所述DMA控制器包括:接收模塊、寫通道緩存模塊、發(fā)送模塊、讀通道緩存模塊、讀寫控制模塊、控制命令接收模塊、控制模塊；其中控制命令接收模塊接收DMA配置單元的命令，然后傳輸給控制模塊，控制模塊根據(jù)命令控制接收模塊、發(fā)送模塊、讀寫控制模塊進行工作；通過接收模塊接收視頻處理單元需要寫入存儲器模塊的數(shù)據(jù)，然后存入寫通道緩存模塊，再通過讀寫控制器將數(shù)據(jù)寫入存儲器模塊；通過讀寫控制模塊從存儲器模塊中讀出數(shù)據(jù)，然后將讀出的數(shù)據(jù)寫入讀通道緩存模塊，再通過發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)傳輸至視頻處理單
J L.ο
[0014]其中所述信號處理模塊中視頻處理單元與I個DMA控制器連接，其讀、寫數(shù)據(jù)由一個DMA控制器完成。
[0015]其中所述信號處理模塊中視頻處理單元與2個DMA控制器連接，其讀數(shù)據(jù)由一個DMA控制器完成，寫數(shù)據(jù)由另一個DMA控制器完成；所述DMA控制器與2個視頻處理單元連接，分別控制I個數(shù)據(jù)單元的讀數(shù)據(jù)，另一個數(shù)據(jù)單元的寫數(shù)據(jù)。
[0016]其中所述傳輸總線采用AXL4總線，所述視頻處理單元、DMA配置單元與DMA控制器間的接口均采用AX1-stream協(xié)議。
[0017]本發(fā)明一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式傳輸裝置，該發(fā)明整個裝置的DMA控制分散到每個視頻處理單元，每個視頻處理單元都連接一個DMA，每個分散的DMA負責(zé)完成其所連接的視頻處理單元對存儲器的訪問；跟發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0018]1.分布式系統(tǒng)具有更快的速度，各個分布的DMA并行工作，可以比單個集中式的DMA具有更快的速度；
[0019]2.每個分布的DMA可以根據(jù)不同的視頻處理單元的處理需求，配置成不同的工作方式，具有很強的靈活性；
[0020]3.當有新的視頻處理單元需要添加到本系統(tǒng)的時候，使用分布式DMA數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，可以增加一個分布的DMA控制器連接至新增的視頻處理單元，非常方便的完成系統(tǒng)的擴展；
[0021]4.當某個分散的DMA控制器或者是某個視頻處理單元出現(xiàn)異常時，不會影響其他的DMA控制的正常工作，因而系統(tǒng)具有很高的可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式傳輸裝置的示意圖。
具體實施例
[0023]1、一種用于視頻流信號處理系統(tǒng)的分布式DMA傳輸裝置，應(yīng)用在視頻信號處理嵌入式系統(tǒng)中。
[0024]2、所述視頻信號處理嵌入式系統(tǒng)，如圖1所示，包括視頻處理單元(視頻處理單元I，視頻處理單元2，……，視頻處理單元2N)，DMA配置單元(DMA配置單元I，DMA配置單元2，……，DMA配置單元N)，DMA控制器(DMA控制器1，DMA控制器2，……，DMA控制器N)，AXI總線，ARM處理器和DDR存儲器。
[0025]3、所述視頻處理單元(視頻處理單元I，視頻處理單元2，……，視頻處理單元2N)，是指一些視頻信號處理模塊，每個單元完成整個視頻處理算法中的某個特定步驟，所述處理單元通過本發(fā)明所述的分布式DMA控制器讀寫DDR存儲器中的數(shù)據(jù)，要求視頻處理單元與DMA控制器的連接接口為AX1-stream協(xié)議。
[0026]4、所述DMA配置單元(DMA配置單元I，DMA配置單元2，……，DMA配置單元N)，是指配置DMA工作方式的模塊，具有AX1-1ite接口，為AX1-1ite主機，每個分散的DMA控制器都使用一個DMA配置單元配置其工作模式，DMA配置單元配置的信息包括啟動停止命令、圖像高度信息、圖像寬度信息和起始地址信息，這些信號有獨立的兩組，分別對應(yīng)寫通道和讀通道。
[0027]5、所述AXI總線，為系統(tǒng)所使用的總線，連接各個模塊。
[0028]6、所述ARM處理器，為FPGA內(nèi)嵌的嵌入式ARM硬核，完成系統(tǒng)的總體控制和部分視頻處理算法工