来源：电子设计应用/华东师范大学信息学院电子系程林 徐晔 郑正奇

    引言

    随着多媒体和网络技术的发展,数字图像大信息量的特点对图像压缩技术的要求越来越高，因此，专用高速数字信息处理技术成为发展的方向。其中，在硬件技术中，ti 推出的c5000系列dsp将数字信号处理器的处理能力提升到了一个新的高度，使信号处理系统的研究重点又回到软件算法上。在压缩算法研究方面，dct、小波等多个算法因为其高可靠性和高效性也越来越受到青睐。

    系统硬件设计

    tms320c5409作为主处理器的可行性分析

    tms320c5409时钟频率为100mhz，性价比极高。采用围绕1组程序总线、3组数据总线和4组地址总线建立的改进型哈佛结构,取址和读数可同时进行。有独立的硬件乘法器,有利于实现优化卷积、数字滤波、fft、矩阵运算等算法中的大量重复乘法运算。具有循环寻址、位倒序等特殊指令，这些指令使fft、卷积等运算中的寻址、排序及计算速度大大提高。有一组或多组独立的dma总线，与cpu的程序、数据总线并行工作。

    在本系统中，tms320c5409作为主处理器，任务是实现jpeg压缩编码。

    通过分析不难得到，当处理一帧大小为640×480的图像时，作jpeg压缩编码

    所需要的时间为:

    t=62×10(ns)×640×480=0.19866s，

    当所处理的图像分辨率更小时，则压缩每帧所花的时间更少，这对于应用在对实时性要求不是很高的场合是完全可行的。

    硬件设计框图

    图1 图像处理系统结构框图

    图1是基于tms320c5409的图像处理系统结构图。c5409为中央处理器，sram为dsp片外扩展数据存储器，eeprom为脱机工作时的程序存储器，用于存储系统的引导程序和其它应用程序， a/d转换部分负责把转换为数字信号的图像存入帧存储器中。地址译码、图像采集系统控制电路产生本系统各部分的地址译码信号，使之映射到不同的地址区域，并控制adc进行图像采集，这部分由cpld控制;图像采集芯片的寄存器控制由51单片机完成。

    图 2 存储器扩展示意图

    存储空间的扩展方案

    经过a/d转换的原始图像数据是非常大的，tms320c5409的内部仅有32kb的ram和16kb的rom ，不能满足需要，因此，必须扩展存储器来存放原始图像数据和应用程序。本文考虑外接64kb的ram和512kb的flash，ram使用cypress公司的cy7c1021v33， flash采用sst公司的sst39vf512。由于 c5409的数据空间仅为64kb，因此采用内存页扩展技术。c5409的扩展输出口1q和2q作为扩展内存的页选择信号。用c5409的a15引脚和xf引脚通过3/8译码器来控制扩展存储器片选信号的产生，当a15=0时，选择片内ram；当a15=1,xf=0时选择片外sram；当a15=1,xf=1时选择片外flash；存储器的扩展如图2所示。将外部扩展ram的64kb中的48kb用于存放原始图像数据，16kb用于存放压缩后的图像和程序以及暂存的数据。

    dsp芯片电源电路设计

    电源设计中需要考虑的主要问题是功率和散热。功率要求:电流的消耗主要取决于器件的激活度，即cpu的激活度，外设功耗主要取决于正在工作的外设及其速度，与cpu相比，外设功耗是比较小的。以tms320c5409为例，进行fft运算时，需要的电源电流最大。因此在设计电源时，必须考虑在电源电流和实际需用电流之间留有一定裕量，因为峰值电流会更大，裕量至少是20%。

    来源：电子设计应用/华东师范大学信息学院电子系程林 徐晔 郑正奇

    引言

    随着多媒体和网络技术的发展,数字图像大信息量的特点对图像压缩技术的要求越来越高，因此，专用高速数字信息处理技术成为发展的方向。其中，在硬件技术中，ti 推出的c5000系列dsp将数字信号处理器的处理能力提升到了一个新的高度，使信号处理系统的研究重点又回到软件算法上。在压缩算法研究方面，dct、小波等多个算法因为其高可靠性和高效性也越来越受到青睐。

    系统硬件设计

    tms320c5409作为主处理器的可行性分析

    tms320c5409时钟频率为100mhz，性价比极高。采用围绕1组程序总线、3组数据总线和4组地址总线建立的改进型哈佛结构,取址和读数可同时进行。有独立的硬件乘法器,有利于实现优化卷积、数字滤波、fft、矩阵运算等算法中的大量重复乘法运算。具有循环寻址、位倒序等特殊指令，这些指令使fft、卷积等运算中的寻址、排序及计算速度大大提高。有一组或多组独立的dma总线，与cpu的程序、数据总线并行工作。

    在本系统中，tms320c5409作为主处理器，任务是实现jpeg压缩编码。

    通过分析不难得到，当处理一帧大小为640×480的图像时，作jpeg压缩编码

    所需要的时间为:

    t=62×10(ns)×640×480=0.19866s，

    当所处理的图像分辨率更小时，则压缩每帧所花的时间更少，这对于应用在对实时性要求不是很高的场合是完全可行的。

    硬件设计框图

    图1 图像处理系统结构框图

    图1是基于tms320c5409的图像处理系统结构图。c5409为中央处理器，sram为dsp片外扩展数据存储器，eeprom为脱机工作时的程序存储器，用于存储系统的引导程序和其它应用程序， a/d转换部分负责把转换为数字信号的图像存入帧存储器中。地址译码、图像采集系统控制电路产生本系统各部分的地址译码信号，使之映射到不同的地址区域，并控制adc进行图像采集，这部分由cpld控制;图像采集芯片的寄存器控制由51单片机完成。

    图 2 存储器扩展示意图

    存储空间的扩展方案

    经过a/d转换的原始图像数据是非常大的，tms320c5409的内部仅有32kb的ram和16kb的rom ，不能满足需要，因此，必须扩展存储器来存放原始图像数据和应用程序。本文考虑外接64kb的ram和512kb的flash，ram使用cypress公司的cy7c1021v33， flash采用sst公司的sst39vf512。由于 c5409的数据空间仅为64kb，因此采用内存页扩展技术。c5409的扩展输出口1q和2q作为扩展内存的页选择信号。用c5409的a15引脚和xf引脚通过3/8译码器来控制扩展存储器片选信号的产生，当a15=0时，选择片内ram；当a15=1,xf=0时选择片外sram；当a15=1,xf=1时选择片外flash；存储器的扩展如图2所示。将外部扩展ram的64kb中的48kb用于存放原始图像数据，16kb用于存放压缩后的图像和程序以及暂存的数据。

    dsp芯片电源电路设计

    电源设计中需要考虑的主要问题是功率和散热。功率要求:电流的消耗主要取决于器件的激活度，即cpu的激活度，外设功耗主要取决于正在工作的外设及其速度，与cpu相比，外设功耗是比较小的。以tms320c5409为例，进行fft运算时，需要的电源电流最大。因此在设计电源时，必须考虑在电源电流和实际需用电流之间留有一定裕量，因为峰值电流会更大，裕量至少是20%。