Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Παρουσίαση Διπλωματικής
Γεώργιος Καρακωνσταντής
Σχεδίαση και υλοποίηση του υλικούτης διεπαφής ενός οπτικού αισθητήρα σε
System On Chip για την επεξεργασίαεικόνας και τη συμπίεση video
Επιβλέπων: Γεώργιος Σταμούλης
Αναπληρωτής Καθηγητής
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 214/7/2005
Εισαγωγή‘Μια εικόνα αξίζει όσο χίλιες λέξεις’Αύξηση των απαιτήσεων για εφαρμογές πολυμέσωνΜείωση του μεγέθους των συσκευών, βελτίωση της ποιότητας της εικόνας, μείωση του κόστους παραγωγής και της κατανάλωσης ισχύοςΣυνεχής ανάπτυξη και βελτίωση στον ψηφιακό οπτικό κόσμοΤα μέσα καταγραφής μιας εικόνας άλλαξαν και βελτιώνονται συνεχώςΗ εικόνα που παράγεται από έναν αισθητήρα απαιτείται να βελτιωθείΕφαρμογή αλγορίθμων προ επεξεργασίας εικόναςΚρίσιμα προβλήματα σχεδίασηςΑντικείμενο
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 314/7/2005
Οργάνωση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 414/7/2005
Οπτικοί αισθητήρες
Χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογώνΔύο τεχνολογίες κατασκευής
CCD (Charge Coupled Device) CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
Παράγοντες ανάπτυξης CMOSΛειτουργικοί περιορισμοί CCDΑπαίτηση για μικρό μέγεθος και χαμηλή κατανάλωση
Τρόπος λειτουργίας (i(n1,n2) = ia(n1T1,n2T2))Φωτοηλεκτρικό φαινόμενοΔιαφορές
ΚατασκευαστικέςCMOS πιο ευέλικτη, κάθε pixel αυτόνομο
CCD: υψηλής ποιότητας και χαμηλού θορύβου εικόνες100 φορές περισσότερη κατανάλωση ενέργειαςCMOS:λιγότερη κατανάλωση ενέργειας, ευκολία κατασκευής, μικρότερο κόστος, μικρότερη ανάλυση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 514/7/2005
CMOS αισθητήρες
Κάθε pixel διευθυνσιοδοτείται ανεξάρτητα και περιέχειμια φωτοδίοδο καιτρία transistors
Μεγαλύτερα επίπεδα θορύβουΕφαρμογές που απαιτούν χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, μικρό μέγεθος καιμέση ανάλυση εικόναςΕνσωματώνουν τα αναλογικά και ψηφιακά μέρη σε ένα chip
Επιπρόσθετη εξοικονόμηση ενέργειας επιτελώντας επιπρόσθετη επεξεργασίαΤυπικά ελέγχεται από το πρωτόκολλο επικοινωνίας I²C
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 614/7/2005
Αισθητήρας επιλογής
Εταιρεία Micron - MT9V112Χαμηλή κατανάλωσηEνσωματώνει εξελιγμένες λειτουργίες on-chip Έξοδος 16-bit RGB (RGB565)2 κύρια ρολόγια
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 714/7/2005
Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας
Αυξανόμενες εφαρμογέςΕικόναΚαταγραφή εικόναςΧρωματικά μοντέλα
RGB, YCbCr, CMYKΠρωταρχικά φίλτρα: άριστη αναπαραγωγήχρωμάτωνΣυμπληρωματικά φίλτρα: περισσότερο ευαίσθηταΦωτεινότητα (luminance), χρωματικό τόνος (hue), και κορεσμός (καθαρότητα χρώματος)
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 814/7/2005
Αλυσίδα προ-επεξεργασίαςΣημαντικό πεδίο έρευνας
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 914/7/2005
Αλγόριθμοι
Χρωματική σταθερότηταΟι κάμερες δεν έχουν την δυνατότητα βελτίωσης μέσω αιώνιας εξέλιξηςΑλγόριθμος εξισορρόπησης του λευκού – White Balance
ΑπλόςΠολύπλοκος
Gray World υπόθεσηΜκ = Μb = Mπ
Υλοποίηση
[225 211 175]pixel (184, 51):[209 211 208] [225 211 208]
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1014/7/2005
Αλγόριθμοι
Εφαρμογή White balance
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1114/7/2005
Διάφοροι αλγόριθμοι έχουνπροταθεί
Υλοποίηση αλγορίθμου αυτόματης έκθεσης (auto exposure)
Αλγόριθμοι
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1214/7/2005
Αλγόριθμοι
Υλοποίηση αλγορίθμου αυτόματηςέκθεσης (auto exposure)
Max exposure time = 30msMin exposure time = 1ms
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1314/7/2005
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1414/7/2005
Αρχιτεκτονική Συστήματος
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1514/7/2005
Πρωτόκολλο επικοινωνίας I2C (Inter Integraded Circuit )
Πρωτόκολλο επικοινωνίας για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ συσκευώνΑποτελεί παγκόσμιο de-facto standardΕλαχιστοποιεί τις διασυνδέσεις, οπότε γίνεται χρήση λιγότερων pinsΕπιτρέπει μικρότερες και λιγότερο ακριβές συσκευέςΧαρακτηριστικά
Κάθε συσκευή που συνδέεται στο I2C bus έχει μια μοναδική διεύθυνσηΜaster/slave σχέσεις μεταξύ των συσκευώνΚάθε συσκευή μπορεί να λειτουργεί σαν αποστολέας ή παραλήπτηςΑποτελείται από δύο γραμμές, την SDA για την μεταφορά τωνδεδομένων και την SCL για το ρολόιΤα δεδομένα μεταδίδονται με ταχύτητες που φθάνουν τα 100 kbits/secστο Standard mode
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1614/7/2005
Δυο σημαντικές συνθήκες είναι οι Start και Stop οι οποίες δημιουργούνταιπάντα από τον master
Μεταφορά δεδομένωνΚάθε φορά στέλνονται 8 – bitΚάθε byte ακολουθείται από ένα σήμα επιβεβαίωσης (Acknowledge bit)
Πρωτόκολλο επικοινωνίας I2C (Inter Integraded Circuit )
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1714/7/2005
Απαιτούνται16-bit για την εγγραφή ενός εσωτερικού καταχωρητή – 2 μεταφορέςΤυπική ανάγνωση
Εάν η αίτηση ήταν εγγραφή, ο master μεταφέρει την διεύθυνση του καταχωρητήπου επιθυμεί να γράψει
Απλό και προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα στον σχεδιαστή και κατασκευαστή
Πρωτόκολλο επικοινωνίας I2C (Inter Integraded Circuit )
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1814/7/2005
Ροή πληροφορίας σχεδίασης VLSI
Έννοια όρου ‘Ροή πληροφορίας’Μεθοδολογία σχεδίασης bottom-up
Επίπεδο transistor και επίπεδοφυσικής σχεδίασηςΣχεδίαση συστημάτων υψηλήςαπόδοσης
Μεθοδολογία σχεδίασης top-downHDL περιγραφή, αυτόματη σύνθεσηΨηφιακά κυκλώματα
Απαιτούνται πολλές επαναλήψεις γιατην ικανοποίηση των απαιτήσεωναπόδοσης μέχρι την τελική κατασκευήτου συστήματος
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 1914/7/2005
Σύλληψη ιδέας, προσδιορισμός απαιτήσεων απόδοσηςΠεριγραφή του κυκλώματος σε μια γλώσσα περιγραφήςυλικού (HDL)Λειτουργική προσομοίωσηΣύνθεση
Παραγωγή αρχείου netlist – περιγραφή σε επίπεδο πυλώνΥλοποίηση
Μετάφραση (translate)Έλεγχος αρχείου netlist και περιορισμών (ucf)
MAPΑνάθεση λογικών στοιχείων σε φυσικά στοιχεία τουFPGA τα οποία υλοποιούν λογικές συναρτήσεις(LUT)
Place And Route (PAR)Ανάθεση λογικών στοιχείων σε συγκεκριμένες θέσειςτης συσκευήςΔρομολόγηση μέσω της χρήσης διασυνδέσεων
Ροή πληροφορίας σχεδίασης FPGA
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2014/7/2005
Περιγραφή σε γλώσσα υλικού
Επιλέχθηκε η VHDLΑποτελεί βιομηχανικό πρότυπο (IEEE 1164 standard - 1993)Δυνατότητα περιγραφής κυκλωμάτων ως προς
τη δομή (structure),τη ροή δεδομένων (dataflow) και τησυμπεριφορά τους
Περιγραφή της χρονικής συμπεριφοράςΔυνατότητα επαναχρησιμοποίησης σχεδιάσεων και έτοιμωνβιβλιοθηκώνΗ χρήση κώδικα αντί σχηματικών είναι αποτελεσματικότερη για τησχεδίαση μεγάλων και πολύπλοκων κυκλωμάτων λόγω
ταχύτερης σύλληψης (capture) καιευκολότερης διαχείρισης και τροποποίησης της σχεδίασης
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2114/7/2005
Διάταξη προγραμματιζόμενηςλογικής - FPGA
Ψηφιακό λογικά προγραμματιζόμενο chipΔισδιάστατες διατάξεις λογικών βαθμίδων διασυνδεόμενες μεταξύ τουςμέσω καλωδίων και λογικών διακοπτών, υπό τον πλήρη έλεγχο τουσχεδιαστή.Δυο είδη FPGAs
ΕπαναπρογραμματιζόμεναLook Up Tables (LUT)
One-time προγραμματιζόμενα (OTP).Συμβατικές πύλες
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2214/7/2005
Διάταξη προγραμματιζόμενηςλογικής - FPGA
Λογική βαθμίδα FPGA: Look Up Tables (LUT)Προσδιορισμός της εξόδου με βάση τις τιμές των εισόδωνΣτοιχεία αποθήκευσης τιμών (0 και 1) (latches) Flip-flops για την υλοποίηση ακολουθιακής λογικής
Απαιτείται κάποια τάση, για να λειτουργήσουν τα flip-flop καιοι λογικές πύλεςΥπάρχουν 2 είδη pins
Τα αφοσιωμένα (dedicated pins) καιΤα pins του χρήστη
Μια σχεδίαση FPGA συνήθως είναι σύγχρονηΔημιουργία binary αρχείου (.bit) για την εγκατάστασηXάνουν την λειτουργικότητά τους όταν αποσυνδεθούν απότην τροφοδοσία
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2314/7/2005
FPGA σχεδίασης
SPARTAN IIE της εταιρείας XilinxΗ βασική δομή CLB περιλαμβάνει κατανεμημένη RAM
Λογικό κελί (LC)Περιέχει μια γεννήτρια 4-εισόδων,λογική μεταφοράς και ελέχου, έναστοιχείο αποθήκευσης
Κάθε CLB περιέχει 4 λογικά κελιά οργανωμένα σε 2 όμοια τμήματα(slices)Οι γεννήτριες συναρτήσεις (function generators) υλοποιούνται σανLook Up Tables (LUT) 4 εισόδωνΤα στοιχεία αποθήκευσης μπορούννα διαμορφωθούν σαν D flip flops ή latches.Χρησιμοποιούνται πολυπλέκτεςγια την δρομολόγηση των σημάτωνΤοποθετείται σε ένα board και συνδέεταιμε περιφερειακές συσκευές
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2414/7/2005
Λειτουργική προσομοίωσηΥλοποίηση
Εργαλεία λειτουργικής προσομοίωσηςModelSim SE 6.0aHDL Designer 2004.1bMatlab 7.0
Εργαλεία σύνθεσης και υλοποίησηςXilinx ISE 7.1i
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2514/7/2005
Αρχιτεκτονική
Προγραμματισμός των κατάλληλωνκαταχωρητών του αισθητήρα και ανάγνωσητων τιμών τουςΕλέγχει έναν μετρητή που μετράει τοναριθμό των bits και 2 ολισθητέςΠροσθήκη επιπλέον κατάστασηςαποστολής της διεύθυνσης του καταχωρητήΑν r_w = 1 εγγραφήΤα δεδομένα στο SDA αλλάζουν μόνο όταντο SCL είναι LOW.Το bus είναι ελεύθερο όταν SDA και SCLHIGHΔεν χρειάζεται η υλοποίηση της arbitrationλειτουργίας
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2614/7/2005
Αρχιτεκτονική
Παραλλαγμένο πρωτόκολλο επικοινωνίαςγια τον αισθητήραΔιαφέρει στη διαδικασία της ανάγνωσηςΟ master, είτε στέλνει σήμα start και τηδιεύθυνση ανάγνωσης της slave συσκευήςείτε δεν στέλνει start οπότε και μεταβαίνειστην κατάσταση μεταφοράς.Η slave διεύθυνση του αισθητήρα είναι
διεύθυνση εγγραφής0XBA : 10111010
διεύθυνση ανάγνωσης0XBB : 10111011
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2714/7/2005
Χρήση του HDL για δημιουργίαμηχανής πεπερασμένωνκαταστάσεωνΠαραγόμενος κώδικας
Πολύ καλά οργανωμένοςΌμοιος με το δικό μας
ΠροβλήματαΟι καταστάσεις δεν είναιμε τη σειρά
Αρχιτεκτονική
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2814/7/2005
Αρχιτεκτονική
Παραγωγή scl, sda start και stop σημάτωνΗ συχνότητα του ρολογιού είναι περίπου100kHzHIGH_CNT και LOW_CNT
Προσδιορίζουν τον αριθμό των κύκλων τουρολογιού που απαιτούνται
Χρόνοι αναμονής στις καταστάσειςέναρξης και μεταφοράς
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 2914/7/2005
Λειτουργική Προσομοίωση
ΔιαδικασίεςΑνιχνευση σημάτων έναρξης (scl=’1’ και sda=’0’) ήτερματισμού του πρωτοκόλλου (scl=’0’ και sda=’0’) Αναγνώριση της λήψη επιβεβαίωσης από τον αισθητήραΑνάθεση σωστών τιμών στη γραμμή sda
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3014/7/2005
Προγραμματισμός καταχωρητή με τη τιμή: 0000000100000000 (RGB 565), Επαναλαμβανόμενη Έναρξη
Αποστολή διεύθυνσης εγγραφής του αισθητήρα, 0ΧΒΑ – 10111010
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3114/7/2005
Αποστολή διεύθυνσης ανάγνωσης του αισθητήρα, 0ΧΒΒ – 10111011
Αποστολή 8-bit δεδομένων
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3214/7/2005
Σύνθεση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3314/7/2005
ΟλισθητήςΦθάνουμε μέχρι και τοεπίπεδο πυλώνΠαραγωγή ενός ψηφίου τηςαρτηρίας μεταφοράςδεδομένων.
Σύνθεση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3414/7/2005
Χρήση πόρων συσκευής
Εκτίμηση χρονισμού
Σύνθεση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3514/7/2005
Υλοποίηση
Αναφορά MAPΟρισμός χρονικών περιορισμών (ucf αρχείο)
Αριθμός πυλών
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3614/7/2005
Υλοποίηση
Αναφορά Place And Route (πραγματικές καθυστερήσεις (ns))
Αναφορά Place And Route (χρήση στοιχείων)
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3714/7/2005
Αναφορά Post Place And Route Static TimingΘέτουμε χρονικούς περιορισμούς
Ρολόι συστήματος
Παραγόμενο ρολόι scl
Υλοποίηση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3814/7/2005
Υλοποίηση
Κρίσιμο μονοπάτι
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 3914/7/2005
Τοποθέτηση στο FPGA Εργαλείο floorplanner
Flip flops και πολυπλέκτες
Υλοποίηση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4014/7/2005
Τοποθέτηση στο FPGA Εργαλείο fpga editor
Ολισθητής διεύθυνσηςΣήμα ελέχου shift_reg_en
Υλοποίηση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4114/7/2005
Κατανάλωση ισχύος
Προσομοίωση χρονισμούΚαθυστερήσειςΤεχνολογία 0.18/0.15 umΣύγκριση κυματομορφών
Υλοποίηση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4214/7/2005
Καταγραφή εικόναςΑρχιτεκτονική
Η έξοδος του αισθητήρα μπορεί να έχει διάφορεςμορφές όπως 4:2:2 YCrCb (CCCIR656) ή 565 RGBΤο κύκλωμα αυτό δέχεται σαν είσοδο 8-bit κάθε φοράκαι σχηματίζει ένα pixel 16-bit τύπου RGB (565). Ενεργοποιεί την εγγραφή στη μνήμηΣτέλνει κάθε φορά ένα pixel 16-bit στη μνήμη
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4314/7/2005
Παραγωγή μηχανής με το HDL Designer
Χρήση junction Εμείς χρησιμοποιούμε andστις συνθήκες
Καταγραφή εικόναςΑρχιτεκτονική
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4414/7/2005
Καταγραφή εικόνας (ενεργοποίηση των addr_cnt_en και wen )
Ολοκλήρωση λήψης πλαισίου (line_valid= 0, frame_valid = 0, DONE)
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4514/7/2005
Σύνθεση
Χρήση πόρων συσκευής
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4614/7/2005
Υλοποίηση
Αναφορά Place And Routeχρήση στοιχείωνπραγματικές καθυστερήσεις (ns)
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4714/7/2005
Κατανομή ρολογιού
Αποτελέσματα Post Place And Route Static TimingΘέτουμε χρονικό περιορισμό
Τοποθέτηση στο FPGA
Υλοποίηση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4814/7/2005
Αρχιτεκτονική
Μέτρηση των χρωματικών συνιστωσώνΕίσοδος ένα pixel μεγέθους 16 bitΈξοδος οι συνολικές τιμές τωνχρωματικών συνιστωσών της εικόναςΥπολογισμός στατιστικών από το λογισμικό
Αυξημένη πολυπλοκότηταΑπαιτήσεις υπολογιστικής ισχύος
Σύστημα μνήμηςΚύκλωμα ελέγχου
Αύξηση ή μείωση της διεύθυνσης μνήμηςΣτοιχείο μνήμης
Έλεγχος καταχωρητώνΑνάγνωση ή εγγραφή καταχωρητών του
του πυρήνα του αισθητήρα (Core) ήτου επεξεργαστή εικόνας (Image Flow Processor)
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 4914/7/2005
Ολοκλήρωση εγγραφής πλαισίου και ανάγνωσης μνήμη, μετρητές χρωματικών συνιστωσών
Μνήμη γεμάτη (μέγεθος 256 x 16) (full_ram=1)
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5014/7/2005
Σύστημα μνήμηςΣύνθεση
Αντιμετώπιση προβλημάτωνμε την αύξηση του μεγέθουςτης μνήμης
RAM δύο εισόδων
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5114/7/2005
Σύστημα μνήμηςΥλοποίηση
Αποτελέσματα Post Place And Route Static Timing
Τοποθέτηση στο FPGAΑλυσίδες παραγωγής σημάτων
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5214/7/2005
Κύκλωμα ελέγχου συστήματοςΑρχιτεκτονική Συστήματος
Υπεύθυνο γιαΤο συντονισμό και τη σωστή λήψη, την εγγραφή και ανάγνωση της εικόνας
Ενεργοποίηση του I2C πρωτοκόλλουεπικοινωνίαςΕνεργοποιείται το σήμα ανάγνωσης rdinΔυναμική ανάθεση μεγεθών
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5314/7/2005
Ολοκλήρωση λήψης εικόνας, ανάγνωση από το σύστημα
Ενεργοποίηση I2C
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5414/7/2005
Σύνθεση
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5514/7/2005
Σύνθεση
Χρήση πόρων συσκευής
Εκτίμηση χρονισμού
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5614/7/2005
Υλοποίηση
Αναφορά MAPΟρισμός χρονικών περιορισμών (ucf αρχείο)
Αριθμός πυλών
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5714/7/2005
ΥλοποίησηΑναφορά Place And Route
Αποτελέσματα Post Place And Route Static Timing
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5814/7/2005
Υλοποίηση
Τοποθέτηση στο FPGAΑλυσίδες παραγωγής σημάτων
Αριστερά η αλυσίδα μέτρησης των χρωμάτων των pixel
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 5914/7/2005
Υλοποίηση
Κατανομή σήματος reset Παραγωγή ψηφίου του μετρητή red_pixel
Συνολική κατανάλωση ισχύος: 24.60 mW
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6014/7/2005
Κύκλωμα διασύνδεσης
Εγγραφή και ανάγνωση εικόνας
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6114/7/2005
Σύνθεση
Ένα από τα 10 πιο κρίσιμα μονοπάτια
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6214/7/2005
Ανάγνωση εικόνας
Χρήση μετρητώνΕνεργοποίηση line_valid - HSYNC, frame_valid - VSYNC8-bit έξοδος
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6314/7/2005
Έναρξη λήψης εικόνας
Παρατηρούμε το ram_empty και τους μετρητές των χρωματικών συνιστωσών
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6414/7/2005
Ολοκλήρωση λήψης πλαισίουΠαρατηρούμε την ενεργοποίηση του σήματος eof
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6514/7/2005
Ανάγνωση μνήμης
Τα pixel που διαβάζονται ταυτίζονται με αυτά του αρχείου κειμένου
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6614/7/2005
Συμπεράσματα
Yλοποιήθηκανοι δύο πιο σημαντικοί αλγόριθμoι προ-επεξεργασίαςτα υποκυκλώματα διεπαφής του αισθητήρα
Ενσωμάτωση σημάτων για καλύτερο έλεγχο και συντονισμόΔυναμική ανάθεση μεγεθώνΙκανοποίηση όλων των περιορισμών
Πραγματική καθυστέρηση πολύ μικρότερη από την απαιτούμενηΔιατήρηση λειτουργικότητας
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6714/7/2005
Μελλοντική Εργασία
Υλοποίηση του λογισμικού τμήματος της διεπαφήςΠροδιαγραφές
Χρήση μεγαλύτερου FPGA όπως Virtex II ProΥλοποίηση αλγορίθμων συμπίεσης (JPEG, MPEG4)Ραγδαία ανάπτυξη ψηφιακού οπτικού κόσμουΑνάπτυξη και εδραίωση των δικτύων τρίτης και τέταρτης γενιάςΕικόνα: το βασικότερο μελλοντικό μέσο επικοινωνίας
SIF
DMA
Host Unit(PPC oruBlaze)
Memory Contr.
LCDHardware
Acc.
LCD Contr.
SDRAM
GPIOINT
control UART
Bridge
Other..
Image Sensor
Hardware for the SIF PowerPC drivers for the SIF
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7
Καρακωνσταντής Γεώργιος 6814/7/2005
ΤΕΛΟΣΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ
Σας ευχαριστώγια την προσοχή σας
Institutional Repository - Library &
Information C
entre - University of T
hessaly08/12/2017 23:26:30 E
ET
- 137.108.70.7