基于arm9的嵌入式测量相机设计

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1、专业学位硕士学位论文基于ARM9的嵌入式测量相机设计TheEmbeddedMeasurementCameraDesignBasedonARM9作者姓名：颜圣轩专业领域：电子与通信工程学号：31409024指导教师：李明伟完成日期：2016年4月30日大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要本文主要研究了以FPGA和ARM为处理器的嵌入式测量相机的设计和实现，系统由图像的采集、处理和传送三部分组成。系统硬件包括CMOS图像采集前端，FPGA模块和ARM模块三个部分。图像采集前端选择了micro公司的MT9M001作为图像传感器。FP

2、GA选用的是Xilinx公司的2XC3S500E，通过IC接口和并行MIPI接口与MT9M001相连接，通过RAM接口与两片SRAM相连接，通过SPI总线和本地总线与ARM模块相连接。ARM模块选用的是S3C2440微处理器，通过SPI接口与FPGA通信，通过存储器映射的方法实现了对SRAM中图像数据的读取操作。系统软件主要包括了FPGA的程序设计、ARM的设备驱动程序和上层应用程序设计。FPGA程序采用VerilogHDL编程方法，完成对MT9M001的正确配置和给图像采集前端发出控制指令，进行参数设置等。FPGA程序还实现了把采集到的图像数据按照ARM传下来的阈值进行二值化，之后利用cas

3、e语句找到图像MARKER的边缘坐标并且将图像数据和边缘坐标以(X1,X2,Y)的数据格式存放在SRAM中。S3C2440A以嵌入式Linux作为操作系统，完成了图像MARKER的质心计算和网络传输工作。ARM的设备驱动程序通过编写驱动程序初始化函数和构造file_operations结构体中用到的成员函数完成SRAM和SPI接口的驱动，使得应用程序可以通过系统调用的方式调用驱动程序实现对硬件设备的操作。应用程序采用双线程的设计方法，设计了网络传输部分，主线程负责与上位机建立网络连接，工作线程负责进行图像处理，计算图像MARKER质心等，最后把数据通过网络接口传送到计算机。经过测试，系统实现了

4、图像的采集、处理、传送，并且可以通过MARKER的移动轨迹获得被观测物体的运动情况，实现了30帧/秒的图像传输，图像的实时处理和质心坐标显示。关键词：嵌入式系统；测量相机；MARKER；ARM-I-基于ARM9的嵌入式测量相机设计TheembeddedmeasurementcameradesignbasedonARM9AbstractThispaperstudiesthedesignandimplementationwithFPGAandARMmicroprocessorsembeddedmeasurementcamera,thesystemconsistsofthreepartsimagea

5、cquisition,processingandtransmission.SystemhardwareconsistsofthreepartsCMOSimageacquisition,FPGAmoduleandtheARMmodule.Infrontofimageacquisitionsystem,MT9M001producedbymicrocompaniesisselectedasanimagesensor.WeselcectXC3S500EproducedbyXilinxasFPGA,connectedbyI2CinterfaceandparallelMIPIinterfaceswithM

6、T9M001,connectedbytheRAMinterfacewithtwoSRAM,connectedbySPIbusandlocalbuswiththeARMmodule.WeselectS3C2440microprocessorasARMmodule,throughtheSPIinterfacetocommunicatewiththeFPGA,therealizationoftheSRAMimagedatareadbythememorymappingmethod.SystemsoftwareincludestheFPGAprogramming,ARMdevicedriverandup

7、perapplicationdesign.FPGAusingVerilogHDLprogrammingprocedurecorrectlycompletedtheconfigurationofMT9M001，sendcontrolinstructionsandparametertotheimageacquisitioninfrontofthesystem.FPGAprogramalsoimplem