Vol.28 No.9 周剑波等：利用FPGA和USB总线的视频图像的采集与处理系统设计 .889. 于传输当前处理后的数据量已经足够，采用 6 结论 EZUSB2131芯片已经可以完成，如果需要传输 系统采用FPGA作为采集处理部分，可以提 更大数据量，可以采用CPYRESS公司USB2.0 高系统处理的速度，大大增强系统的灵活性和适 芯片cy7c68013代替.该实例还可应用于实时数 应性.具体表现为： 据采集、音频及压缩视频数据传输等领域 (1)系统性能得到大大提高：由于采用双 SRAM作为数据交换区，FPGA采用乒乓技术传 参考文献 输数据，提高了传输的速度， [1]EZ-USB Manual Technical Reference.Cypress.2000 (2)系统的适应性与灵活性强，由于采用 [2]Data Sheet of SAA7111A.Phlips.1998 [3]牛风举，刘元成，朱明程.基于IP复用的数字IC设计技 FPGA可编程逻辑器件采集与处理数据，对于不 术.北京：电子工业出版社，2003：41 同的视频图像信号，只要对FPGA逻辑稍作修 [4]孙航.Xiim可编程逻辑器件的高级应用与设计技巧.北 改，便可实现信号采集. 京：电子工业出版社，2004 (③)设计结构简单，调试方便.FPGA的外围 [5]王诚，薛小刚，钟信潮.FPCA/CPLD设计工具一Xilinux 硬件电路简单，在硬件设计中，可以大大地减小硬 ISE使用详解.北京：人民邮电出版社，2005 [6们马伟.计算机USB系统原理及其主/从机设计.北京：北京 件设计的复杂程度 航空航天大学出版社，2004 FPGA技术和USB的组合，数据处理能力得 [7]颜荣江，EZ-USB2100系列单片机原理，编程及应用.北 到了极大的提高，且有利于系统升级，本设计用 京：北京航空航天大学出版社，2002 Design of an image sampling and processing system based on FPGA and USB bus ZHOU Jianbo,GONG Xianfeng,WANG Changsong,SUN Honglin Mechanical Engineering School.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT This paper designed an high-speed image sampling and processing system based on FPGA, whose image"sampling frequency was 13.5 MHz.In the system the video A/D chip SAA7111A was em- ployed to convert video data into digital signal,and the digital signal was storied in RAM by FPGA for next processing to obtain the useful data.In addition,the EZUSB2131Q chip was used to transmit the processed data between PC and FPGA. KEY WORDS video image:signal processing:FPGA;VHDL:EZUSB:video A/D6 结论 系统采用 FPGA 作为采集处理部分‚可以提 高系统处理的速度‚大大增强系统的灵活性和适 应性．具体表现为： （1） 系统性能得到大大提高．由于采用双 SRAM 作为数据交换区‚FPGA 采用乒乓技术传 输数据‚提高了传输的速度． （2） 系统的适应性与灵活性强．由于采用 FPGA 可编程逻辑器件采集与处理数据‚对于不 同的视频图像信号‚只要对 FPGA 逻辑稍作修 改‚便可实现信号采集． （3） 设计结构简单‚调试方便．FPGA 的外围 硬件电路简单‚在硬件设计中‚可以大大地减小硬 件设计的复杂程度． FPGA 技术和 USB 的组合‚数据处理能力得 到了极大的提高‚且有利于系统升级．本设计用 于传输当前处理后的数据量已经足够‚采用 EZUSB2131芯片已经可以完成．如果需要传输 更大数据量‚可以采用 CPYRESS 公司 USB2∙0 芯片 cy7c68013代替．该实例还可应用于实时数 据采集、音频及压缩视频数据传输等领域． 参 考 文 献 ［1］ EZ—USB Manual Technical Reference．Cypress‚2000 ［2］ Data Sheet of SAA7111A．Phlips‚1998 ［3］ 牛风举‚刘元成‚朱明程．基于 IP 复用的数字 IC 设计技 术．北京：电子工业出版社‚2003：41 ［4］ 孙航．Xilinx 可编程逻辑器件的高级应用与设计技巧．北 京：电子工业出版社‚2004 ［5］ 王诚‚薛小刚‚钟信潮．FPGA／CPLD 设计工具———Xilinux ISE 使用详解．北京：人民邮电出版社‚2005 ［6］ 马伟．计算机 USB 系统原理及其主／从机设计．北京：北京 航空航天大学出版社‚2004 ［7］ 颜荣江．EZ—USB 2100系列单片机原理、编程及应用．北 京：北京航空航天大学出版社‚2002 Design of an image sampling and processing system based on FPGA and USB bus ZHOU Jianbo‚GONG Xianfeng‚WA NG Changsong‚SUN Honglin Mechanical Engineering School‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT This paper designed an high-speed image sampling and processing system based on FPGA‚ whose image-sampling frequency was13∙5MHz．In the system the video A／D chip SAA7111A was em￾ployed to convert video data into digital signal‚and the digital signal was storied in RAM by FPGA for next processing to obtain the useful data．In addition‚the EZUSB2131Q chip was used to transmit the processed data between PC and FPGA． KEY WORDS video image；signal processing；FPGA；VHDL；EZUSB；video A／D Vol．28No．9 周剑波等： 利用 FPGA 和 USB 总线的视频图像的采集与处理系统设计 ·889·