原创 光学镜片检测平台的研制【2】-硬件设计

1 ）DSP C643X内核

本系统第一阶段是基于PC的处理平台，为了适应工业现场的需求，以及降低成本等需求，第二阶段主要采用TI德州仪器的DM6437作为处理平台。

采用TI第3代超长指令集结构(VelociTI.3)的TMS320C64x+ DSP内核，主频可达700MHz，支持8个8位或4个16位并行MAC运算，峰值处理能力高达5600 MIPS。

采用2级Cache存储器体系结构，片上有32K字节RAM/Cache可配置的1级程序存储器L1P，48K字节RAM + 32K字节RAM/Cache可配置的1级数据存储器L1D，和128K字节RAM/Cache可配置的2级程序/数据存储器L2，存储器体系结构更灵活、合理，有利于提高图像处理代码/数据的吞吐率。

片上具有64通道增强型DMA控制器EDMA3，其支持复杂的数据类型的传输，有利于图像数据的高效传输和格式变换。

丰富的片上外设：一个专用的单通道视频输入接口，既可以方便地与各种数字视频输入标准接口，还具有常用的视频预处理功能;一个专用的单通道视频输出接口，既可以提供多种模拟视频输出标准，还可以提供各种数字视频输出标准接口，并且在视频输出之前，还支持多个视频窗口管理及在视频画面上叠加文本数据;一个多通道音频串口，可无缝接口音频Codec器件，实现模拟视频信号的输入/输出;一个I2C总线，可无缝接口视频解码器/编码器和音频Codec的控制口，方便实现音/视频编解码器的控制;32位PCI总线，方便与PC机接口，实现多板并行工作。10/100M以太网MAC，方便实现嵌入式视频网络化要求;16位HPI接口，方便实现主/从结构的双处理器视频处理系统。

由上可知，DM6437是非常适合于作为单通道视频处理系统的主处理器。

2）DSP系统硬件组成

u  电源模块：

电源是整个系统工作的保障，在工业现场最常用的电源电压规格为交流220V或110V。我们采用了了一个开关电源模块，输出DC5V，3A。选择5V输出的原因是有些IO开关量需要5V的电平。 开关电源可通过跳线开关来选择输入电压是220V还是110V输入。

DM6437系统工作的电压是3.3V，1.8V和1.2V。这3种电源电压有着严格的上电顺序。这里采用TPS54310PWP来实现5V到3.3V，1.8V和1.2V的转换。TPS54310PWP带有power good 信号输出，可以用来使能下一级TPS54310PWP的输出。

另外，电源模块我们还采用了TPS3808G09DBVRG4用于监控这3种电源电压的异常情况。

u  视频输入模块：

DM6437可直接和常用的AD解码芯片进行无缝连接。这里选用TVP5146 多通道视频输入的解码芯片，总共有十个通道，可以输入的视频格式包括：CVBS、S-video(Y+C)、YPbPr、RGB等格式。

u  DSP的外部存储器模块：

一个专用的32位、200MHz、256M字节寻址空间的DDR2存储器接口用于接口高速、大容量的DDR2存储器，以存储代码和数据；一个8位、64M字节寻址空间的异步存储器接口用于接口8位Nor Flash，以存储固化代码。

u  LCD显示模块：

当脱离计算机工作时，LCD显示模块可以用于显示所拍摄的光学镜片图像以及算法处理的结果。与CRT显示器相比，LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等。

u  100M以太网模块：

在DSP系统中，我们扩展了1个100M以太网模块，这在不使用基于PC的系统中是十分必要的。在统计镜片缺陷分布情况时，通过以太网把镜片缺陷报表传输到数据库，客户在中心数据库可根据报表统计生产情况，发现问题所在。