thiết kế hệ thống ip camera hỗ trợ chuẩn mjpeg trên nền fpga ứng dụng trong giám sát và điều khiển từ xa

Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

i

LỜI NI ĐU
Ngày nay, các camera giám sát có kèm theo chu khin có mt  khp mi
c s dm nóng giao thông hay các
v t chân ti. Ngoài các chng,
các camera loi này còn có kh u khin các thit b n ti
 th này hoc nhp khu toàn b t c ngoài,
có chi phí cao và kh u hình li thp. Ngoài ra, t truyn hình ng là
mt trong nhm ca các h thng này.
K thut nén d li c khi truy     ct lõi ca các sn phm IP
ng, có hai cách nén d liu: mt là nén bng phn mm, hai là
nén bng IC chuyên dng. Vi gii pháp th nht, giá thành ca sn phm có th
c gim b truyn hình nh s rt thp hoc chng hình nh
m bo. Vi gii pháp th hai, ngoài vic có giá thành cao thì vic cu
hình li s r
T ng mun xây dng mt h thng Camera có kh n hình nh ti
nhii dùng có th u khin các thit b
n t xa và có th i chc nâng cp h thng, kt hp vi các kin
thc trong sut thi gian hi hc, chúng em nhn thy rng công ngh
FPGA có th ng c các yêu cu trên. Cng vi vic mt h th 
c thc hin và có các kt qu kh quan trên phòng Nghiên cu H thng nhúng
và Tính toán kh cu hình (ESRC Lab) ca Vin T Vin Thông, chúng em
quynh ch tài Thiết kế hệ thống IP camera hỗ trợ chuẩn MJPEG trên
nền FPGA ứng dụng trong giám sát và điều khiển từ xa  án tt nghip
i hc ca mình.
Sau ba tháng phân tích và thit kc các kt qu : lõi nén
c thc hin thành công, phn mc

xây dng hoàn chnh, vic giao tip vi các thit b bên ngoài qua mt mch m rng
n cu c các kt qu này, nhóm tác gi c
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

ii

gi li ci Tin s Phm Ngng dn trc tip
và cung cp trang thit b cho nhóm. Nhóm tác gi  chc, các
cá nhân:
 Phòng Nghiên cu H thng nhúng và Tính toán kh cu hình.
 Tp th lp KSTN   i hc Bách Khoa Hà Ni.
 Thc s Nguyn Minh Tin
 K 
 K n Chu Tin Mnh
 K 
 Hãng cung cp Xilinx
ã   án Tt nghip ca mình.
Hà Nội, tháng 6 năm 2012
Nhóm sinh viên thực hiện
u Tip
 Tin Thành


Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

iii

TM TẮT ĐỒ N

Mc tiêu chính ca h thng là thit k c mi dùng theo
dõi u khin các thit b n tng Internet da trên
nn tng FPGA ca Xilinx. Hình c t mt Camera truyn hình
 chun PAL s t IC gi - sc nén li
theo chun MJPEG. D lim thc
c gi dùng mi khi có yêu ci dùng mi khi mun xem
thông tin v n quan sát, h cc admin phân quyn và có th s dng các
trình duyc mt phn mm chuyên bit.
Tt camera, mt mch ngoài có các cm bin v nhi m, t
hp vi chu khin các thit b c ni vi mch chính IP camera
qua chun giao tip RS485. Các thit b n này có th  u khin t ng
hoc thc hin các chi dùng yêu cu.
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

iv

ABSTRACT
The main purpose of this project is to design and implement a Xilinx FPGA platform
based IP camera which has ability to capture images from the supervising place by an
analog camera and control some electrical devices in the field. Images captured from
a camera go through an ADC integrated circuit before being compressed by hardware
(based on JPEG baseline standard) and transmitted to DDR SDRAM. Users, who
have been decentralized by admin, can monitor by accessing to IP address of system
through web-browsers such as Firefox, Chrome or a specialized software.
Additionally, a external board which has ability to mesure environment parameters
            
connected to the IP Camera board through RS485 protocol.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học

2012

v

MC LC
 i
 iii
ABSTRACT iv
 v
 ix
 xi
DANH SÁCH CÁC T VIT TT xiii
PHN M U 1
 GII THIU CHUNG 3
1.1 Gii thiu 3
1.2 Tính kh thi c tài 4
1.2.1 Tính kh thi v mt k thut 4
1.2.2 Kh thi v mt kinh t 4
1.2.3 Kh thi v mt vn hành 5
1.2.4 Kh thi v mt thi gian 5
1.3 Phân tích yêu cu 5
1.3.1 Phân tích yêu cu cha h thng 5
1.3.2 Phân tích yêu cu phi cha h thng 8
1.4 Gii thiu v công ngh s dng 9
1.4.1 Công ngh FPGA [6] 9
1.5 Các phn mm s d tài 9
1.6 Kt lu 10
 H THNG NHÚNG VI MICROBLAZE VÀ H U HÀNH
XILKERNEL 11
Đồ án Tốt nghiệp Đại học

2012

vi

2.1 Vi x lý Microblaze [9] 11
2.1.1 Kin trúc 11
2.1.2 Giao din tín hiu 20
2.1.3 Giao din ng dng 24
2.1.4 Kin trúc tp lnh 27
2.2 Kin trúc h thng nhúng vi Microblaze 29
2.3 H u hành Xilkernel [10] 30
2.3.1 Tng quan 30
2.3.2 T chc ca h u hành Xilkernel 31
2.3.3 Xây dng ng dng cho Xilkernel 31
2.4 Kt lu 32
 THIT K H THNG 33
3.1  khi nn tng cng cho h thng 33
3.2 Cu hình nn tng phn cng 35
3.3 Khi nén nh MJPEG 36
3.4 Thit k phn mm cho h thng 38
3.4.1 Cn phn mm cho h thng 38
3.4.2 Thit k phn mm cho h thng 43
3.5 Kt lu 48
 THIT K LÕI M-JPEG 49
4.1 Khi Ly mu d liu 50
4.1.1 Phân tích ch 50
4.1.2 Thit k chi tit 54
4.1.3 Kt qu tng hp khi 57
4.2 Khi Bii Cosin ri rc (DCT) 58
Đồ án Tốt nghiệp Đại học

2012

vii

4.2.1 Phân tích ch 58
4.2.2 Thit k chi tit 59
4.2.3 Kt qu tng hp khi 60
4.3 Khng t hóa 61
4.3.1 Phân tích ch 61
4.3.2 Thit k chi tit 62
4.3.3 Kt qu tng hp khi 63
4.4 Khi Quét zigzag 63
4.4.1 Phân tích ch 63
4.4.2 Thit k chi tit 64
4.4.3 Kt qu tng hp khi 65
4.5 Khi RLE và Delta DC 65
4.5.1 Phân tích ch 65
4.5.2 Thit k chi tit 67
4.5.3 Kt qu tng hp khi 68
4.6 Khi Mã hóa Huffman 69
4.6.1 Phân tích ch 69
4.6.2 Thit k 71
4.6.3 Kt qu tng hp khi 73
4.7 Khi AddHeader 74
4.7.1 Phân tích ch 74
4.7.2 Thit k 75
4.7.3 Kt qu tng hp khi 75
4.8 Khi FIFO2750 75
4.8.1 Phân tích ch 75
Đồ án Tốt nghiệp Đại học

2012

viii

4.8.2 Thit k 76
4.8.3 Kt qu tng hp khi 76
4.9 Kt qu tng hp khi nén nh JPEG 77
4.10 Kt lu 77
 THIT K PHN MI S DNG 78
5.1 Thit k  d liu 78
5.1.1 Chun hóa 78
5.1.2 Chun hóa các bng d liu 79
5.2 Phn mi s dng 89
5.2.1 Ch thng 89
5.2.2 Chn tr h thng 95
5.3 Kt lu 98
KT LUN 99
TÀI LIU THAM KHO 100
BI CHIU THUT NG ANH VIT 102
PH LC 1
Ph lc 1: Code VHDL cho khi Quét zigzag 1
Ph lc 2: H  5





Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

ix

DANH MC CC HNH V
ng quan v h tht k 3
 hoch thc hi tài 5
 khi cha MicroBlaze [9] 12
ng thái ca MicroBlaze 13
ng thái ca MicroBlaze 14
n lí b nh o [9] 15
 lí cache lnh 17
 lí cache d liu 19
n tín hiu ca MicroBlaze 20
 chân ca mt liên kt FSL 22
i IDCT liên kt vi MicroBlaze qua FSL 23
nh loi A 29
1 Lnh loi B 29
n trúc h nhúng vi MicroBlaze [9] 30
a Xilkernel 31
 khi ca H thng IP Camera 33
 giao tip khi MJPEG core vi các khi khác 37
 38
a s chn H u hành Xilkernel 39
h 3.5 Ca s cu hình cho Xilkernel 40
n s dng giao thc Lwip 41
 44
i thut truyn d liu lên Internet 47
nh JPEG 49
u vào/ra khi Ly mu d liu 51
u trúc d liu ca mt dòng theo chun ITU-601 52
nh tín hiu SAV và EAV mành 0 55

 trí d liu trong mi thanh RAM 56
u vào/ra khi Bii DCT 58
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

x

n A
T
59
n A
T
sau khi nhân các h s vi 2
16
60
u vào/ra khng t hóa 62
 quét zigzag 8*8 64
h 4.11 Tín hiu vào/ra khi Quét zigzag 64
u vào/ra khi RLE và Delta DC 67
t toán tìm phn t cui cùng khác không trong mt block 68
u vào/ra khi Mã hóa Huffman 71
a các s  72
a các s âm 73
u vào/ra khi AddHeader 74
u vào ra khi FIFO2750 76
 thc th liên kt 89
nh 5.2 S dng thread trong C# [19] 90
 thut toán vic nhn và hin th d liu 92
n chính theo dõi các camera 94
n chnh sa các thông s ca camera 95

t h thng IP Camera 95
p ci qun tr h thng 96
n phát li Video 97
n tìm kim các h thng IP Camera 97
n king c d liu 98


Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

xi


DANH SCH CC BNG BIỂU
a ch vector ngt, ngoi l và break 16
 bus cc b LMB 21
 tín hiu ca FSL ch 22
 tín hiu ca FSL t 22
 loi d liu 24
c dùng thanh ghi 25
a ch ngt và ngoi l 27
u ca kin trúc tp lnh 27
u hình nn tng phn cng 35
 các tín hi 38
u sut tng ca lwip 3.00.a 42
ng 3.4 Hiu sut hong ta lwip 1.3.0 42
 cho ADV7183B hou vào CVBS 45
 a ch ADV7183B slave 46
u khin t phn mm h thng 48
t tín hiu vào/ra khi ly mu d liu 51

u din byte th a SAV và EAV 52
 a SAV và EAV 53
ng mã SAV và EAV 53
t qu tng hp khi ly mu d liu 57
t qu tng hp khi DCT 60
ng t cho tín hiu chói 61
ng t cho tín hiu màu 62
t qu tng hp khng t hóa 63
t qu tng hp khi Quét zigzag 65
t qu tng hp khi RLE và Delta DC 68
ng phân lp các giá tr DC [12] 69
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

xii

ng phân lp các giá tr AC [12] 70
u din giá tr ca các s nh phân 11 bit 72
15 Kt qu tng hp khi Mã hóa Huffman 73
t qu tng hp khi AddHeader 75
Kt qu tng hp khi FIFO2750 76
t qu tng hp khi nén nh JPEG 77
 trí h thng ip camera (UNF) 80
 trí (3NF) 80
 trí camera (2NF) 80
ng 5.4 Thông tin v trí camera (3NF) 81
 81
 IP Camera (UNF) 82
 82
n ghi (2NF) 83

n ghi IP Camera (3NF) 83
n ghi (3NF) 83
i dùng (UNF) 84
i dùng (3NF) 84
i dùng (2NF) 85
i dùng (3NF) 85
ng (2NF) 86
ng (3NF) 86
n ghi (3NF) 86
 87
ng d liu  dng chun 3NF 87
ng các bng trùng nhau 88
ng d liu chun 88
c s dng trong vic nhn/hin th 93

Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

xiii

DANH SCH CC TỪ VIẾT TẮT
AC
Alternative Coefficient
ADC
Analog  Digital Converter
API
Application Programming Interface
ARP
Address Resolution Protocol
ASIC

Application Specic Integrated Circuit
ASMBL
Advanced Silicon Modular Block
ASSP
Application Specific Standard Product
BTR
Branch Target Register
CLB
Configurable Logic Block
CPLD
Complex Programmable Logic Device
DC
Direct Coefficient
DCM
Digital Clock Manager
DCT
Discrete Cosin Transform
DDR
Double Data Rate
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol
DLL
Delay-Locked Loop
DLMB
Data interface, Local Memory Bus (BRAM only)
DOPB
Data interface, On-chip Peripheral Bus
DPLB
Data interface, Processor LocalBus
DRFSL

FSL slave direct connection interfaces
DWFSL
FSL master direct connection interfaces
DXCL
Data side Xilinx CacheLink interface
EAR
Exception Address Register
EAV
End Active Video
EDK
Embedded Development Kit
EDR
Exception Data Registe
EEPROM
Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
EOB
End OF Block
EPROM
Erasable Programmable Read-Only Memory
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

xiv

ESR
Exception Status Registe
FPGA
Field-programmable gate array
FPU
Floating Point Unit

FSL
Fast Simplex Link
FSR
Floating Point Status Register
GNU
General Public License
HSTL
High-Speed Transceiver Logic
ICMP
Internet Control Message Protocol
IE
Interrupt Enable
ILMB
Instruction interface, Local Memory Bus
IOB
Input Output Block
IP
Intellectual Property
IPC
Inter-Process Communication
IPLB
Instruction interface, Processor LocalBus
IXCL
Instruction side Xilinx CacheLink interface
JPEG
Joint Photographic Experts Group
LMB
Local Memory Bus
LUT
LookUp Table

LVCMOS
Low Voltage Complementary Metal Oxide Semiconductor
LVDS
Low Voltage Differential Signaling
LVTTL
Low Voltage Transistor-Transistor Logic
MB-GCC
MicroBlaze GNU Compiler Collection
MFSL
FSL master interfaces
MJPEG
Motion Joint Photographic Experts Group
MMU
Memory Management Unit
MPMC
Multi-Port Memory Controller
MSR
Machine Status Register
NIST
National Institute of Standard and Technology
NPI
Native Port Interface
OPB
On-chip Peripheral Bus
OS
Operating System
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

xv

PAL
Phase Alternating Lines
PC
Program Counter
PID
Process Identifier Register
PLA
Programmable Logic Array
PLB
Processor Local Bus
PLD
Programmable Logic Device
POSIX
Portable Operating System Interface
PVR
Processor Version Register
RAM
Random Access Memory
RISC
Reduced Instructions Set Computer
RSDS
Reduced Swing Differential Signaling
RTOS
Real-Time Operating Systems
RTP
Real-time Transport Protocol
SAV
Start Active Video
SDRAM

Synchronous Dynamic RAM
SFSL
FSL slave interfaces
SLICEL
Slice- Logic
SLICEM
Slice- Memory
SPLD
Simplex PLD
SSTL
Stub Series-Terminated Logic
TCP
Transmission Control Protocol
TLBHI
Translation Look-Aside Buffer High Register
TLBLO
Translation Look-Aside Buffer Low Register
TLBSX
Translation Look-Aside Buffer Search Index
TLBX
Translation Look-Aside Buffer Index Register
UDP
User Datagram Protocol
VHDL
VHSIC Hardware Description Language
XCL
Xilinx Cache Link
XSI
X/Open System Interface
ZPR

Zone Protection Register

Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 1

PHN MỞ ĐU
H thng Intellectual Protocol    c Phòng nghiên cu H thng
nhúng và Tính toán kh cu hình (Embeded System and Reconfigurable Computing
Labolatory  ESRC Lab) trin khai t c mt vài kt qu kh
quan. C th, h th nén nh theo chun Joint Photographic Experts
Group (JPEG) và ghép li thành lung Motion  JPEG (MJPEG) t s
ng hp, có th gi và nhn tín hiu ti/ t i dùng qua mng Ethernet. Nhóm
tác gi c giao di u khin khá
hoàn chnh. Tuy nhiên, h th thành và còn mt vài hn
ch. M nh  b First In, First Out (FIFO) trung gian gia
phn cng và phn mm dn vic FIFO b tràn, ch hin th c mt vài khung
nh (frame) do viu khic d liu t phn mm mt khá nhiu thi gian. Hai
là, giao din web hin ti ch có th c mt IP camera m có
ch i dùng.
 gii quyt các v trên, nhóm tác gi, gm có hai thành viên: Vũ Hữu Tiệp và
Đỗ Tiến Thànhphân công công vic và gii quyt tng v, c th 
 Vũ Hữu Tiệp:
o Chun hóa và ti nén nh JPEG.
o S dng b nh Double Data Rate (DDR) Synchronous Dynamic
Random Access Memory c ln và t truy
cp d liu nhanh h  gii quyt v tràn b nh và ch
hin th c mt vài frame nh.
 Đỗ Tiến Thành:

o Thit k phn mm h thng kt ni h thng Ip Camera vi phn mêm
i dùng.
o Thit k phn mi dùng (Client). Phn mm này giúp
i dùng có th theo dõi 1, 2, 4 hoc có th nhi  
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 2

phn mm có th   và chy li các video m   i
dùng yêu cu.
 án này bao g ca t
 Chương 1. Giới thiệu chung – Vũ Hữu Tiệp. Gii thiu các h thng IP
camera hin thi, báo cáo kh thi, công ngh và các phn mc s dng.
 Chương 2. Hệ thống nhúng với MicroBlaze và Hệ điều hành Xilkernel 
Đỗ Tiến Thành. Trình bày kin trúc ca vi x lý MicroBlaze và H u hành
Xilkernel.
 Chương 3. Thiết kế hệ thống – Vũ Hữu Tiệp, Đỗ Tiến Thành. Trình bày các
khi chchính ca h thng.
 Chương 4. Thiết kế lõi MJPEG  Vũ Hữu Tiệp. Trình bày chi ti
pháp thit k khi nén hình c theo chun JPEG ri chuyn thành
luông MJPEG bng ngôn ng mô t phn cng VHDL (VHSIC Hardware
Description Language).
 Chương 5. Thiết kế phần mềm dành cho người sử dụng  Đỗ Tiến Thành.
c thit k phn mi dùng.
i dung ca t
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 3

Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG
Sinh viên thc hiu Tip
u tiên này, nhóm tác gi gii thiu v h thng IP Camera c
thit k i ESRC Lab, báo cáo kh thi và phm vi c ng thi
i thiu công ngh FPGA (Field-Programmable Gate Array), các
công c s d tài và phân tích các yêu cu cha
h thng.
1.1 Giới thiệu
Vi các ch c nêu  ph  th 
c ESRC Lab thit k  trên 1.1 
text
Mạch điều
khiển mở rộng

1.1 
 án này, nhóm tác gi s dng li các mch ca h thng trên và thit k li
lõi nén nh MJPEG [1], thit k phn mi dùng và cách giao tip gia
phn cng và phn mm.
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 4

1.2 Tính khả thi của đề tài
1.2.1 Tính khả thi về mặt kỹ thuật
 thit k h thng, ta cn mt s yêu cn sau:
 Phn cng:
o Camera CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)
o IC (Intergrated Circuit) gii mã ADV7181B: chuyn tín hi

PAL [2] (Phase Alternative Line) c t Camera thành tín hiu s.
o Mch FPGA Spartan 3E 1600 [3] ca Xilinx.
o Mch ngoài s du khin trung tâm PIC16F877A [4], giao tip
vi mch chính qua cap RS485 [5].
o Máy tính cá nhân (Personal Computer  PC) có cu hình:
 B vi x lý: t Pentium III tr lên.
 RAM: 512MB ho
 Có Internet.
 Phn mm:
o H u hành Window XP/ Vista/ 7.
o B phn mm Xilinx ISE (Intergrated Sotware Environment), EDK
(Embedded Development Kit), ChipScope Pro 10.1.
o Visual Studio 2010.
1.2.2 Khả thi về mặt kinh tế
Vi vi các thit b t nhóm nghiên c tài này có th c
thc hin vi chi phí không cao.
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 5

1.2.3 Khả thi về mặt vận hành
Vi vic hu ht mi u bit s dn mm thông
ng khác, vic s dng phn mm do nhóm thit k s không gp nhi
1.2.4 Khả thi về mặt thời gian
Trong ba tháng thc hi  hoch và thc hi 1.2.

1.2 K hoch thc hi tài
 án này, nhóm tác gi dng kit FPGA sn có Spartan 3E ca Xilinx làm nn
tng. Vic này giúp nhóm có th rút ngn thi gian thit k và có th d dàng kim

th, bt li bng các công c phn mm mà hãng h tr.
1.3 Phân tích yêu cầu
1.3.1 Phân tích yêu cầu chức năng của hệ thống

u kin kh thi và các cha h thng mt cách chi tit,
nhóm tác gi
 M
 P
Windows XP, Windows Vista, Windows 7.
 M
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 6

1.3.1.1 
Mch IP Camera hoàn chnh cui cùng có các yêu cu v ch
 Có kh nh theo chun MJPEG vi t nh truy n 15
frame/s.
 Có kh i và nhn thông tin ti/ t i dùng qua cng Ethernet.
 Có kh n thông tin t mch m rng và gi các tín hiu khin
xung m
1.3.1.2 
eo h thng là mt phn mc thit k giành riêng cho ng dng ca
h thi quan sát có th nhìn các hình c t camera,
quan sát nhiu màn hình và các chu khin thông qua các nút bm. Trong
ng hi dùnn mm thì có th s dng thong qua trình duyt
 truy nhp và h thng.
 các yêu cu cha phn mc thit kt
cho h thng:

             
Username Password 
i dùng s  d liu SQL
 t trên máy ch. Ch Admin mi có quyn qun lý các user, cp phát
quyn cho các User: quyng vào d liu các file 
tr li (xóa, copy), quyu khin các thit b ngoi vi.
 
 


i gian s c hin th trên Status Bar.
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 7

 
u hình. Chc thc
hin bng tab View trên Menu chính và ch
Panel thi hành, gm có:
o Camera: li     u hình vi các thuc tính cu hình
i to thuân tin cho vic giám sát camera ln sau.
o Chn th: Chn la hin th mt, hai, bn hoc nhi
camera.
 

Submit 
trung tâm.
 u hình các thông s ca tng camera cn quan sát
bao ga ch IP ci dùng mu ln buffer s

dc     (c video trên giao
din chính là dng preview, ph thuc vào s camera cn quan sát, không thay
c).
o H thng có phiên bn dành cho bo mt cao, s dng chun mã hóa
bo mt nâng cao [7] (Advance Encription Standard  AES)
trình phi có giao dii khóa mã: khóa mã s
do Admin nhi dng s H o mt, h thng
s t nh báo ni trong ba
tháng t ln gn nhi ca admin. Vic này s c thc hin
bng mt Form cnh báo nh.
 Nh n lý ca Admin, ch duy nht Admin có quyn kim
tra hong ca i user truy cp gt và các tác v h 
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 8

1.3.1.3 
Mch m rng cn có các ch
 Nhn thông tin t cm bin nhi       n mch IP
Camera.
 u khin các thit b n theo ch  t ng hoc theo lu khin
nhc t mch IP Camera.
1.3.2 Phân tích yêu cầu phi chức năng của hệ thống
Bên cnh các yêu cu cha h thng là các yêu cu phi cha h
thng. Các yêu cu này quynh tính hi a h th  ng hot
ng, các yêu cu v bo mng các yêu c tài này, các yêu
cu phi cha h thng bao gm:
 ng hong:
o S d ng làm vi 

 (Base Transceive Station) [8].
o S dng ngun 12V  2A cho h thng camera.
 Hi thng:
o Dùng khong 90% tài nguyên ca chip XC3S1600
o c b nh d liu: 16MB.
o Kc b nh 
o Công sut tiêu th toàn h thng: < 2W.
o T truyn t 10  15 hình/s.
 c tính thm m:
o Giao dii dùng thân thin, d s dng.
o c h thng nh gn, kt nn.
o 
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 9

1.4 Giới thiệu về công nghệ sử dụng
1.4.1 Công nghệ FPGA [6]
Công ngh c s dng rc bao gm: x lý tín hiu
s DSP, các h th, quc phòng, tin thit k mu vi mch tích
hp chuyên dng (ASIC prototyping), các h thu khin trc quan, phân tích
nhn dng nh, nhn dng ting nói, mt mã hc, mô hình phn cng máy tính,
Tng cao trong quá trình thit k cho phép FPGA gii quyt lp nhng bài
toán phc tc kia ch thc hin nh phn mm máy tính, ngoài ra nh mt
 cng logic ln, c ng dng cho nhi khng tính
toán ln và dùng trong các h thng làm vic theo thi gian thc.
c tính ni tri nht ca FPGA là kh u hình ca nó. Các h thng s
dng FPGA hoàn toàn có th cu hình li tùy thuc vào m dng, ngay c
khi sn phi dùng.

1.5 Các phần mềm sử dụng trong đề tài
 phát trin h th tài là chip ca hãng Xilinx cung
c ng phát trin và công c phát trin h thng logic trên
FPGA là phn mm ca hãng Xilinx, bao gm:
 Xilinx EDK (Embedded Development Kit): Công c phát trin h thng
nhúng trên FPGA. Công c này c coi là công c thit k và phát trin h
thng logic trên FPGA, cho phép công cp mt h vi x lý hoàn chnh trên
FPGA gm các IP logic và vi x lý.
 Xilinx ISE (Integrated Software Environment): công c phn mm môi
ng tích hp. Công c c coi là công c thit k và phát trin các IP
t k h
thng logic vi Xilinx EDK.
 Xilinx ChipScope Pro: công c phn mm tích hp các b phân tích các khi
logic chính, kim tra và tính toán các thành phn phn cng bên trong h
Đồ án Tốt nghiệp Đại học
2012

 Trang 10

thng thit k, là công c c s d giao tip gia các thành phn và
cung cp mt gi phân tích các thành phn  bên trong h thng.
Phn mm chuyên di dùng s dng các công c phát trin sau:
 Visual C# : công c giúp h tr thit k phn mi s dung. Công c
i s dng có th thit k giao din, liên k d liu và
cung ci dùng to h thng phn mm có kh 
truyn nhn d liu qua Ethernet
 SQL server 2008 : công c phát trin ci s dng to và
qu d liu ca cá nhân.
Bên ct k và phát trii công c mô phng
 ki  c tính, dng sóng ca tín hiu vào ra ca kh

c phát tric t thit k  tài này, công c mô
phc s dng là phn mm ModelSimXE, phn mm này hãng ModelSim
cung cp dành riêng cho vic mô phng thit k FPGA vi các công c ca Xilinx.
1.6 Kết luận chương
y, phân tích tính kh thi ca h thng, nh rõ các chc
c ca h th s d phát trin h thng
 tài. Phn chi tit v các công c phát trin khai thit k các
ch thng s c trình bày  p theo.