面向紅外攝像電子白板的SOC原型設(shè)計(jì).pdf

1、電子白板作為一種新型的數(shù)字化工具正在被越來越多地應(yīng)用于教學(xué)、辦公等領(lǐng)域，而基于紅外攝像的電子白板因其響應(yīng)速度快、成本低、無需特殊工具、易于實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控等優(yōu)點(diǎn)，在種類繁多的電子白板中脫穎而出，成為電子白板未來的發(fā)展趨勢和當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。同時(shí)，可以預(yù)見在不遠(yuǎn)的將來，電子白板必將脫離大尺寸的投影板面，以便攜式設(shè)備的形式出現(xiàn)在人們的生活中。因此，為了實(shí)現(xiàn)低功耗、低成本、便攜式的電子白板系統(tǒng)，本論文對紅外攝像電子白板系統(tǒng)作了SOC方向的探索，并基

2、于FPGA上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了該SOC原型。
　　本論文以開源RISC處理器OR1200為核心，基于AMBA總線架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)SOC原型。首先采用C語言對系統(tǒng)建模，并根據(jù)系統(tǒng)各部分速度的不同進(jìn)行軟硬件劃分；然后確定硬件架構(gòu)并進(jìn)行模塊劃分，對于本系統(tǒng)特有的模塊，如圖像處理硬件加速單元等模塊，采用自主設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)，其余模塊調(diào)用現(xiàn)成IP實(shí)現(xiàn)。在這過程中，設(shè)計(jì)了一種軟件接口極其簡單的NAND flash控制器和符合APB協(xié)議的SCCB控制器。

3、另外，通過對圖像存儲和處理過程的詳細(xì)分析，并對這一過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭澐趾秃喜ⅲO(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了圖像處理硬件加速單元，大大提高了系統(tǒng)處理速度。接著，編寫相應(yīng)模塊的軟件驅(qū)動程序和部分外設(shè)的仿真模型，在modelsim中對該SOC進(jìn)行軟硬件協(xié)同仿真驗(yàn)證。最后，利用FPGA開發(fā)板和攝像頭搭建硬件驗(yàn)證平臺，并將本設(shè)計(jì)下載至FPGA中進(jìn)行在系統(tǒng)調(diào)試。
　　最終實(shí)現(xiàn)的電子白板SOC原型成功地將整個(gè)紅外攝像電子白板系統(tǒng)的控制部分整合到一塊FPGA上實(shí)現(xiàn)，