Thuật toán xử lý ảnh trên kit DSP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG




ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC



Đề tài:
TÌM HIỂU VỀ DSP BOARD EVMDM642 ỨNG
DỤNG CÁC THUẬT TOÁN XỬ LÝ ẢNH


Giảng viên hướng dẫn: TS.LÊ DŨNG

Sinh viên thực hiện:

ĐÀO ĐĂNG TOÀN
NGUYỄN VĂN TIỆP
LÊ CAO BẰNG

Khoa : ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Lớp : ĐT2 – K53

Hà Nội, 6-2013
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG




ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC



Đề tài:

TÌM HIỂU VỀ DSP BOARD EVMDM642 ỨNG
DỤNG CÁC THUẬT TOÁN XỬ LÝ ẢNH


Giảng viên hướng dẫn: TS.LÊ DŨNG
Sinh viên thực hiện:

ĐÀO ĐĂNG TOÀN
NGUYỄN VĂN TIỆP
LÊ CAO BẰNG
Khoa : ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Lớp: ĐT2 – K53
Cán bộ phản biện: NCS.TRƯƠNG CAO DŨNG
ThS.NGUYỄN QUANG MINH
TS.TRẦN ĐỖ ĐẠT
TS.NGÔ VŨ ĐỨC
TS.NGUYỄN VŨ SƠN





Hà Nội, 6-2013
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Đào Đăng Toàn Số hiệu sinh viên: 20082691
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Tiệp Số hiệu sinh viên: 20082676
Họ và tên sinh viên: Lê Cao Bằng Số hiệu sinh viên: 20080171
Khoá:53 Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành: Điện
tử
1. Đầu đề đồ án: Tìm hiểu về DSP Evaluation board EVMDM642 ứng dụng
các thuật toán xử lý ảnh
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Một camera tương tự, một board DSP EVMDM642, một bộ nạp blackhawk
bhusb-560m và các dây nối đi kèm.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…….
4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
………………………………………………………………………………………
……………………………… ….……….…………………………………………
…………
5. Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS. Lê Dũng
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 15/3/2013
7. Ngày hoàn thành đồ án: 4/6/2013
Ngày tháng năm
Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn


Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm

Cán bộ phản biện





BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI


BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Đào Đăng Toàn Số hiệu sinh viên: 20082691
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Tiệp Số hiệu sinh viên: 20082676
Họ và tên sinh viên: Lê Cao Bằng Số hiệu sinh viên: 20080171
Khoá:53 Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành: Điện
tử
Giảng viên hướng dẫn: TS.Lê Dũng
Cán bộ phản biện:
:
NCS.Trương Cao Dũng
ThS. Nguyễn Quang Minh
TS. TRần Đỗ Đạt
TS. Ngô Vũ Đức
TS. Nguyễn Vũ Sơn

1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:











2. Nhận xét của cán bộ phản biện:



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



5

Ngày tháng năm
Cán bộ phản biện
( Ký, ghi rõ họ và tên )

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



6
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay khi khoa học và công nghệ ngày một phát triển, đặc biệt là lĩnh
vực công nghệ số,công nghệ điện tử. Trong lĩnh vực điện tử yêu cầu về tốc độ xử lý,
cũng như kích thước của những linh kiện,sản phẩm ngày càng cao. Tốc độ xử lý của
chip được cải thiện rất nhanh vì vậy chúng có khả năng xử lý tốt trong các lĩnh vực
công nghệ âm thanh và hình ảnh.
Một trong những lĩnh vực được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp,trong
y tế,trong quốc phòng là xử lý, phân tích hình ảnh và video. Để phát triển và cho
phép người dùng thử nghiệm những ứng dụng này thì những kit phát triển DSP của
TI có những tính năng và môi trường làm việc rất phù hợp. Các kit DSP nói riêng
và kit DSP EVMDM642 nói riêng có mức độ tích hợp và tốc độ xử lý rất cao.,nó
đáp ứng được những yêu cầu trong lĩnh vực xử lý số ,tín hiệu,và xử lý hình ảnh,xử
lý video.
Vì những ứng dụng rộng rãi của của lĩnh vực này nên nhóm sinh viên chúng
em đã quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu về DSP Evaluation board EVMDM642
ứng dụng xử lý ảnh”.

Để có thể thực hiện và hoàn thành đề tài này em xin chân thành cảm ơn thầy
TS. Lê Dũng và các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện
thuận lợi nhất về phương tiên,dụng cụ cũng như về mặt kiến thức cho chúng em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Nhóm sinh viên thực hiện đã hoàn thành được những yêu cầu mà đề tài đồ án
đặt ra đó là tìm hiểu về hoạt động của board EVMDM642 và cài đặt một số những
thuật toán xử lý ảnh sử dụng board này.
Mặc dù chúng em đã cố gắng và nỗ lực hết mình để hoàn thành đồ án tốt nghiệp
này, song chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót và hạn chế. Vì vậy, chúng
em rất mong sẽ nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô giáo và các bạn để đề tài
tốt nghiệp này được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Xử lý hình ảnh,video là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ .
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



7
Những năm gần đây sự phát triển của lĩnh vực này ngày càng nhanh,kích thích các
trung tâm nghiên cứu phát triển ứng dụng của nó.
Đồ án tập trung nghiên cứu cách sử dụng bộ kit phát triển của TI: board
EVMDM642 . Bởi vì sự chuyên dụng trong việc xử lý hình ảnh , nên sự nghiên cứu
về hoạt động của kit là cần thiết. Đồng thời đồ án cũng đưa ra những kết quả ban
đầu trong việc thử nghiệm các thuật toán xử lý hình ảnh,video.
Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương:
Chương I : Khái quát chung
Chương II : Quy trình xử lý dữ hiệu video của DSP board EVMDM642

Chương III : Quy trình thực hiện đồ án và các kết quả thu được
ABSTRACT
Image processing and video processing is a scientific and technological
field. In few recent years,the development of the field is growing rapidly, It
stimulated research and development centers to develop its applications.
We’s thesis focused on the usage of TI development kits: EVMDM642
board. Because the specialization in image processing, so reseaching about the
activities of this kit is necessary. Beside, the thesis also provides the initial results
of the testing of image, video processing algorithms.
The contents of the thesis includes 3 chapters:
Chapter I : Overview
Chapter II : The procedure video data process of DSP board EVMDM642
Chapter III : The implementation procedure of thesis and the results
obtained



PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
SINH VIÊN

MSSV

Nhiệm vụ thực hiện Nhiệm vụ chung
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



8
Đào Đăng
Toàn

20082691

Thực hiện thuật toán làm nổi
đường biên sobel và quick
mask ,tăng giảm độ sáng của
ảnh
Tìm hiểu về cách
thức hoạt động của
trình biên dịch Code
Composer Studio
cũng như hoạt động
của board DSP
EVMDM642. Quá
trình xử lý luồng dữ
liệu video. Cách
thức hoạt động và
lưu trữ của các bộ
đệm và bộ nhớ
Nguyễn Văn
Tiệp

20082676

Cách thức tác động lên từng
ô nhớ của bộ nhớ DSP, viết
dòng chữ chạy trên màn
hình, hiển thị hình ảnh của
ảnh đảo ngược,xử lý lọc
Gauss cho ảnh.

Lê Cao Bằng

20080171

Chuyển đổi từ ảnh mầu sang
ảnh grayscale.phân chia
,hiển thị nhiều ảnh lên màn
hình.





TÓM TẮT ĐỒ ÁN 6
PHÂN CÔNG NHIỆM
VỤ…………………………………………………………….8
DANH SÁCH HÌNH VẼ 10

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



9
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 14

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG 17

1.1

Tổng quan về các ứng dụng của các bộ DSP 17

1.1.1

Các ưu điểm của xử lý số tín hiệu 17

1.1.2

Sử dụng DSP để thực hiện: 17

1.1.3

Các lĩnh vực ứng dụng DSP: 17

1.1.4

Đặc điểm của các bộ DSP: 18

1.2.

Quá trình thực hiện 19

1.3.

Nội dung tìm hiểu về board TMS320DM642 20

1.3.1.

Lắp đặt phần cứng 20

1.3.2.

Các thành phần phần cứng của board 21

1.4.

Code Composer Studio và ngôn ngữ lập trình 30

1.4.1.

Giới thiệu tổng quan về CCS 30

1.4.2.

Ngôn ngữ lập trình trên CCS với DSP 31

1.4.3.

Download,cài đặt và làm việc với Code Composer Studio 32

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XỬ LÝ DỮ LIỆU VIDEO CỦA DSP BOARD
EVMDM642 47

2.1

. Sơ đồ đường đi của luồng dữ liệu video 47

2.2

. Video Capture Port 48

2.2.1.

Cấu hình Video Capture FIFO 48

2.2.2.

Chọn chế độ thu video 50

2.2.3.

Chế độ thu video chuẩn BT .656 51

2.2.4.

Các kênh thu BT.656 51

2.2.5.

Mã tham chiếu thời gian BT.656 52

2.2.6.

Cửa sổ video BT.656 54

2.2.7.

Lấy mẫu dữ liệu BT.656 56

2.2.8.

Cách thức đóng gói trong bộ đệm của BT.656 56

2.2.9.

Các chế độ thu videoY/C 59

2.2.10.

Chế độ bắt dữ liệu Raw 63

2.3.

Các cổng video hiển thị. 67

2.3.1.

Các chế độ lựa chọn hiển thị 67

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



10
2.3.2.

Chế độ hiển thị video dạng BT.656 72

2.3.3.

Chế độ hiển thị video Y/C 75

2.3.4.

Chế độ hiển thị ảnh thô (RAW) 77

2.3.5.

Tổ chức trường và khung hình trong hiển thị video 79

2.3.6.

Hiển thị video dạng dữ liệu thô (raw data mode) 81

2.3.7.

Hiển thị video dạng BT.656 hoặc chế độ Y/C 83

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN VÀ CÁC KẾT QUẢ THU
ĐƯỢC 86

3.1.

Chương trình gốc 86

3.2.

Thu dữ liệu từ camera,hiển thị video lên màn hình 87

3.3.

Các phần đã thực hiện 89

3.3.1.

Chuyển video từ mầu sang ảnh grayscale và chia màn hình làm bốn
phần, mỗi phần hiển thị một ảnh 89

3.3.2.

Thực hiện thuật toán nổi đường biên.Tăng giảm độ sáng của ảnh 94

3.3.3.

Phương pháp lọc gauss, thuật toán viết dòng chữ chạy và đảo ảnh 101

KẾT LUẬN 112

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 113



DANH SÁCH HÌNH VẼ
Chương 1

Hình 1. 1 Ví dụ về cài đặt phần cứng 21

Hình 1. 2 Sơ đồ khối DM642 EVM 22

Hình 1. 3 Giao diện bộ nhớ Flash 24

Hình 1. 4 Sơ đồ board layout 27

Hình 1. 5 Bản đồ bộ nhớ KIT DM642 28

Hình 1. 6 Sơ đồ biên dịch của chương trình 31

Hình 1. 7 Bắt đầu cài đặt CCS 3.1 34

Hình 1. 8 Lựa chọn cài đặt CCS 3.1 34

Hình 1. 9 Lựa chọn dòng chip hỗ trợ 35

Hình 1. 10 Hoàn thành cài đặt CCS3.1 35

Hình 1. 11 Biểu tượng của chương trình sau khi cài đặt 36

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



11
Hình 1. 12 Cài đặt cho CCS3.1 36

Hình 1. 13 Lựa chọn thiết lập 37

Hình 1. 14 Thiết lập Properties cho DM642 37

Hình 1. 15 Cửa sổ làm việc của CCS 3.1 38

Hình 1. 16 Lựa chọn mở project 38

Hình 1. 17 Màn hình cài đặt CCS 5.3 39

Hình 1. 18 Lựa chọn thư mục làm việc 39

Hình 1. 19 Tùy chọn License 40

Hình 1. 20 Màn hình làm việc CCS 5.3 40

Hình 1. 21 Tạo mới 1 project 41

Hình 1. 22 Tùy chọn cho project khởi tạo 42

Hình 1. 23 Thêm file cho project 43

Hình 1. 24 Tùy chọn thêm file 43

Hình 1. 25 Build 1 project 44

Hình 1. 26 Nạp file .out xuống KIT 45

Hình 1. 27 Thiết lập file .out mặc định cho debug 46

Chương 2

Hình 2. 1 Sơ đồ luồng dữ liệu video 47

Hình 2. 2 Cấu hình BT .656 Video Capture FIFO 48

Hình 2. 3 Cấu hình 8/10-Bit Raw Video Capture và TSI Video Capture FIFO 49

Hình 2. 4 Cấu hình Y/C Video Capture FIFO 50

Hình 2. 5 Cấu hình 16/20-Bit Raw Video Capture FIFO 50

Hình 2. 10 Các tham số video capture 55

Hình 2. 11 Tiêu chuẩn chung của chuẩn thu video 55

Hình 2. 12 Bit BT.656 FIFO Packing 57

Hình 2. 13 10-Bit BT.656 FIFO Packing 58

Hình 2. 14 Đóng gói 10-Bit BT.656 Dense FIFO 59

Hình 2. 15 Đóng gói 10-Bit Y/C FIFO 62

Hình 2. 16 Đóng gói chế độ 10-Bit Y/C FIFO dày đặc 63

Hình 2. 17 Đóng gói dữ liệu raw 8-bit trong FIFO 65

Hình 2. 18 Đóng gói dữ liệu raw 10-bit trong FIFO 66

Hình 2. 19 Đóng gói dữ liệu raw10-Bit dày trong FIFO 66

Hình 2. 20 Đóng gói dữ liệu raw 16-bit 66

Hình 2. 21 Đóng gói dữ liệu raw trong FIFO 67

Hình 2. 22 Quá trình quét 1 ảnh I 68

Hình 2. 23 Quá trình quét 1 ảnh P 68

Hình 2. 24 Khung hình 1 ảnh I 69

Hình 2. 25 Khung hình 1 ảnh P 70

Hình 2. 26 Hoạt động bộ đếm FLCOUNT 71

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



12
Hình 2. 27 Hoạt động của bộ đếm FLCOUNT 71

Hình 2. 28 Chuỗi đầu ra của định dạng BT656 73

Hình 2. 29 Timing theo phương ngang mode BT656 (với kích thước khung là 525) 73

Hình 2. 30 Giải đóng gói ở chế độ BT656 8 bit 75

Hình 2. 31 Timing theo phương ngang chế độ Y/C 76

Hình 2. 32 Giải đóng gói bộ đệm FIFO chế độ Y/C 8- bit 77

Hình 2. 33 Giải đóng gói bộ đệm dữ liệu ảnh thô 79

Chương 3

Hình 3. 1 Build chương trình trên CCS3.1 86

Hình 3.2 Bố trí màn hình hiển thị 92
Hình 3.3.2.1 Hiển thị các ảnh khác nhau trên màn
hình…………………………… 103
Hình 3.3.3.1 Bố trí màn hình hiển
thị……………………………………………… 108
Hình 3.3.3.2 Kích thước của một
chữ…………………………………… … 109

Hình 3.3.3.3 Cách chuyển dữ liệu của một dòng của ký tự thành giá trị trung gian sử
dụng trong hàm gán giá trị cho
mảng……………………………………………… 110

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Chương 1
Bảng 1. 1 Chức năng các chip select 22

Bảng 1. 2 Các tần số có sẵn sử dụng xung clock đầu vào 25Mhz 23

Bảng 1. 3 Cấu hình các chân ECLKIN 23

Bảng 1. 4 Địa chỉ và page 24

Bảng 1. 5 Dải địa chỉ do CE1 quy định 25

Bảng 1. 6 Chức năng các thanh ghi đồng bộ bộ nhớ 25

Bảng 1. 7 Cấu hình switch S1 28

Bảng 1. 8 Cấu hình switch S2 29

Bảng 1. 9 Nguồn cung cấp cho các thành phần của board 29
Chương 2

Bảng 2. 1 Các chế độ lựa chọnVideo Capture 50

Bảng 2. 2 Mã tham chiếu thời gian video BT.656 52

Bảng 2. 3 Các bít bảo vệ BT 656 53

Bảng 2. 4 Sự sửa lỗi bởi các bit bảo vệ 53

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



13
Bảng 2. 5 Các chế độ hoạt động thu video raw 64

Bảng 2. 6 Bảng các chế độ hiển thị 67

Bảng 2. 7 Mã hóa quá trình hiển thị 80


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

14
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT TẮT TỪ ĐẦY ĐỦ
DSP Digital Signal Processing
EMIF
External Memory Interface
CCS Code Compose Studio
FPGA Field Programmable Gate Array
UART
Universal Asinchonus Receiver Transmitter
SDRAM Synchronous Dynamic RAM
EVM Evaluation Module
DMA Direct Memory Access
McASP Multichannel Audio Serial Port
PCI Peripheral Component Interconnect
SPDIF Sony/Philips Digital Interface Format
HDTV High Definition Television
I/O
Input/Output
COFF Common Object File Format
VDSTAT Video Display Status Register
VDCTL Video Display Control Register
VDFRMSZ Video Display Frame Size Register
RCA Radio Corporation of America
EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
IDE Integrated Development Environment
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

15
BSL Board Support Libraries
CSL Chip Support Libraries
FIFO
First In First Out
CAPEN Capture Enable
SAV Start of Active Video
EAV End of Active Video
DEDSEC Double Error Detection , Single Error Correction
HCOUNT
Horizontal Counter
VCOUNT Vertical Counter
YSRC Y Source
CbSRC
CB Source
CrSRC Cr Source
YEVT Y Event
CbEVT Cb Event
CrEVT Cr Event
VCTHRLD
Video Capture Threshold Register
VCxSTRT1 Video Capture Channel x Field 1 Start Register
VCXSTOP Video Capture Stop Register
VCYSTOP
Video Capture Stop Register
VCACTL Video Capture Channel A Control Register
VDCTL Video Display Control Register
FLCOUNT Frame Line Counter

FPCOUNT Frame Pixel Counter
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



16
ILCOUNT Image Line Counter
IPCOUNT Image Pixel Counter
VCCOUNT
Video Clock Counter
VSYNC Vertical Synchronization
HSYNC Horizontal SYNchronization
DCNA Display Complete Not Acknowledged
VDFRMSZ Video Display Frame Size Register
VDHBLNK
Video Display Horizontal Blanking Register
HBLNKSTART Horizontal Blanking Starts
VDVBLKS1 Video Display Field 1 Vertical Blanking Start Register
VDVBLKE1
Video Display Field 1 Vertical Blanking End Register
VDBLKE2 Video Display Field 2 Vertical Blanking End Register
VDVSYNE1 Video Display Field 1 Vertical Synchronization End Register

VDVSYNS2
Video Display Field 2 Vertical Synchronization Start
Register
VDVSYNE2 Video Display Field 2 Vertical Synchronization End Register

VDHSYNC
Video Display Horizontal Synchronization Register

VDFLDT1 Video Display Field 1 Timing Register
VDFLDT2 Video Display Field 2 Timing Register
VDDISPEVT Video Display Display Event Register
VPIE Video Port Interrupt Enable Register



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



17
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG
1.1 Tổng quan về các ứng dụng của các bộ DSP
1.1.1 Các ưu điểm của xử lý số tín hiệu
- Ít linh kiện hơn
- Hoạt động ổn định
- Ứng dụng rộng dãi
- Độ kháng nhiễu cao
- Ổn định với thay đổi nguồn nuôi
- Khả năng tự kiểm tra
- Không cần hiệu chỉnh
- Độ chính xác cao
- Dễ thay đổi
1.1.2 Sử dụng DSP để thực hiện:

Các bộ lọc số ( FIR,IIRF,thích nghi,…)
Các hàm xử lý số: các phép tính số học,các phép tính lượng giác, ma trận
Các hàm xử lý tín hiệu: nén tín hiệu,lấy trung bình,tính năng lượng, …
Các hàm phân tích phổ : DFT,IDFT, biến đổi sin,cosin …

Các hàm xử lý dữ liệu: mã hóa/giải mã
Các hàm điều chế: điều biên ( AM ) ,điều tần (FM ), điều pha (PM ) và kết
hợp giữa chúng.
1.1.3 Các lĩnh vực ứng dụng DSP:

Bưu chính viễn thông : Các bộ dồn kênh,tổng đài số , điện thoại có hình
ảnh,bảo mật thông tin , các trạm thu phát vệ tinh …
Chuyển phát dữ liệu : Modem , máy fax , mạng LAN …
Xử lý tín hiệu âm thanh: tổng hợp âm thanh, các bộ trộn và hòa âm
Máy tính: điều khiển servo đĩa quang, mạng máy tính ,đồ họa hai chiều và ba
chiều, bộ đồng xử lý toán học,máy tính laze , hệ thống đa nhiệm , âm thanh số …
Đo lường : lọc số , các bộ phân tích phổ, các máy phát tín hiệu.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



18
Xử lý ảnh: Nhận dạng ảnh , nhận dạng vân tay , nén ảnh , …
Âm thanh số: phát thanh số , thiết bị tự động trả lời, máy nhắn tin, nhạc cụ và
các bộ tổng hợp âm thanh, thiết bị phòng thu âm.
Các ứng dụng đặc biệt:dẫn đường,truyền tin mật , các đài rada và rada thủy
âm.
Trong công nghiệp : Điều khiển tốc đọ cao , phân tích dung động, kỹ thuật
robot, điều khiển thích nghi , nén nhiễu , nhận dạng ảnh . . .
Trong y tế : khuếch đại âm thanh, phân tích ảnh X-quang , chuẩn đoán siêu
âm
Truyền hình: truyền hình số , màn hình độ phân giải cao
Xử lý tiếng nói : tổng hợp tiếng nói, nhận dạng tiếng nói.
1.1.4 Đặc điểm của các bộ DSP:

Thực hiện các phép tính số học nhanh,linh hoạt , khả năng thực hiện phép
nhân và nhân tích lũy trong một chu kỳ lệnh
Có chế độ bảo vệ tràn khi tính tổng
Khả năng mở rộng dải rộng đối với phép tính cộng và phép nhân có tính lũy
với độ chính xác cao.
Khả năng nhận và thực hiện hai phép toán trong một chu kỳ,do vậy tăng tốc
độ tính toán
Hệ thống địa chỉ linh hoạt, đặc biệt có chế độ định địa chỉ theo modul và đảo
bit để tổ chức các bộ đệm vòng.
Tổ chức thực hiện vòng lặp và rẽ nhánh có hiệu quả.




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



19
1.2. Quá trình thực hiện

Thứ tự các
bước thực
hiện đồ án
Công việc Mô tả
1
Chạy thử ,kiểm tra bo mạch, các
thiết bị và dây nối
Kiểm tra xem kit có hoạt động
tốt hay không

2
Tìm hiểu về phần cứng của kít
TMS320DM642 GDK
Tìm hiểu về các thành phần
phần cứng và các chức năng của
chúng
3
Tìm hiểu về Code Composer
Studio,ngôn ngữ sử dụng của
CCS trong ứng dụng với kit
DSP DM642
Tìm hiểu về cách thức sử dụng
và cấu tạo project trong CCS
4
Download,cài đặt CCS v3.1 và
v5.3.00090
Tải,cài đặt và đăng ký licence
cho bản CCS
5
Biên dịch ví dụ có sẵn, nạp
xuống kit và chạy thử
Kết nối kit với máy tính,biên
dịch chương trình bằng CCS và
nạ
p chương trinh qua emulator
BH-USB 560M

6
Tìm hiểu về cách thức tổ chức
của một project

Ý nghĩa của các file trong
project cách thức thiết lập các
file quan trọng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



20
7
Phát triển chương trình
Dựa vào chương trình nhỏ có
trước ( hiển thị 8 thanh mầu tĩnh
trên màn hình ) phát triển thành
chương trình thu video
8
Mỗi người phát triển một
chương trình riêng
Từ chương trình thu video ở
trên, mỗi người viết một chương
trinh với những thuật toán khác
nhau như trong phần nhiệm vụ
đã nêu
9
Tổng hợp chương trình
Từ những chương trình riêng
biệt, tổng hợp lắp ghép để tạo ra
một chương trình hoàn chỉnh
10
Kiểm tra chức năng chương
trình

Đánh giá kết quả thu được, kiểm
tra sự thực hiện đúng đắn của
chương trình và sửa lỗi
11
Hoàn thành đồ án
Chốt chương trình cuối và viết
báo cáo
1.3. Nội dung tìm hiểu về board TMS320DM642
1.3.1. Lắp đặt phần cứng

Để chạy ví dụ, phần cứng phải được lắp đặt chính xác
Đầu tiên DM642 EVM phải được kết nối với nguồn tương thích
USB560 emulator phải được kết nối tới JTAG pin để tải code mô phỏng xuống
board và điều khiển nó từ Code Composer Studio IDE
Nối nguồn tương thích cho emulator USB560-M
Kết nối đúng các thiết bị ngoại vi với board ( khác nhau đối với từng ứng dụng cụ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



21
thể )

Hình 1. 1

Ví dụ về cài đặt phần cứng
1.3.2. Các thành phần phần cứng của board
1.3.2.1. Sơ đồ khối của board

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



22
Hình 1. 2 Sơ đồ khối DM642 EVM
1.3.2.2. Các thuộc tính chính của board

 32 Mb SDRAM
 4Mb bộ nhớ Falsh
 2 bộ giải mã video
 1 bộ mã hóa video
 On-Screen Display (OSD ) FPGA implementation
 Dual RS-232 UART
 Hệ thống codec âm thanh AIC23
 10/100 Ethernet PHY
 32 Kb I2C EEPROM
 8 Led khả trình.
 Nhiều video input và output
 Hỗ trợ tốc độ dữ liệu HDTV

1.3.2.3. Các thành phần của board
 Giao diện EMIF
DM642 kết hợp 64 bits bên ngoài giao diện bộ nhớ,4 chip enable chia không
gian địa chỉ và cho phép đồng bộ và không đồng bộ ở 8,16,32 và 64 bits. DM642
EVM sử dụng các “chip select” là CE0, CE1, và CE3. CE0 được định tuyến tới
SDRAM có độ rộng bus là 64 bits. CE1 được sử dụng cho 8 bit flash,UART và
FPGA function. CE3 được đặt cho chức năng đồng bộ. Cả CE2 và CE3 được định
tuyến tới giao diện kết nối card con.
Bảng 1. 1 Chức năng các chip select

Chip Select Function
CE0
SDRAM bus
CE1
8 bit Flash,UART ,FPGA functions
CE2
Giao diện card con
CE3
FPGA Sync Registers
Giao diện card con

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



23
 Giao diện bộ nhớ SDRAM
DM642 EVM giao tiếp với SDRAM qua bus 64 bits trong không gian CE0.
Không gian SDRAM (32 megabyte) được sử dụng để chứa chương trình,dữ liệu,và
video. Bus sử dụng một vòng khóa pha(PLL)bên ngoàiđể tạo tần số 133 Mhz cho
SDRAM hoạt động với hiệu năng tối ưu. Refresh cho SDRAM được xử lý tự động
bởi DM642.
PLL được sử dụng cho EMIF là một ICS512. Clock đầu vào PLL này là 25
Mhz. Bảng sau biểu diễn tần số sẵn có sử dụng xung clock đầu vào 25 Mhz:rc
Bảng 1. 2 Các tần số có sẵn sử dụng xung clock đầu vào 25Mhz
S1 Input S2 Input Multiplier Output
Frequency
0
0 4x 100 Mhz
0

Open 5.33x 133,25 Mhz
0
1 5x 125 Mhz
Open
0 2.5x 62.5 Mhz
Open
Open 2x 50Mhz
Open
1 3.33X 83.25 Mhz
1
0 6x 150 Mhz
1
Open 3x &5 Mhz
1
1 8x 200 Mhz
Điện trở đóng R119,R121,R122 và R123 dùng để đặt đầu vào cho các đầu
vào S0,S1 trên PLL.
DM642 có thể được cấu hình như một nguồn xung EMIF. Chân ECLKIN là
mặc định trên EVM. Tuy vậy có thể điều khiển clock EMIF như một hàm chia của
xung CPU. Sự cấu hình được hoàn thành ở reset qua chân ECLKINSELO và
ECLKINSEL1, cái mà được chia sẻ với chân địa chỉ EMIF là EA19, và EA20.
Bảng sau biểu diễn cấu hình này:
Bảng 1. 3 Cấu hình các chân ECLKIN
ECLKINSEL0 ECLKINSEL1 Mode
0
0 ECLKIN*
0
1 CPUCLK/4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

24
1
0 CPUCLK/6
1
1 ECLKIN

DM642 có bộ nhớ Flash 4MB.Giao diện bộ nhớ Flash được ánh xạ vào vị trí
thấp hơn của không gian CE1. Bộ nhớ Flash được sử dụng cơ bản cho boot loading
và chứa thông tin cấu hình của FPGA . Không gian CE1 được cấu hình như 8 bits
trên DM642 EVM và 8 bitsbộ nhớ Flash.Không gian địa chỉ bộ nhớ sẵn có trong
không gian CE1 thì nhỏ hơn kích cỡ của bộ nhớ Flash nên FPGA được sử dụng để
tạo 3 đường địa chỉ mở rộng.Những đường địa chỉ mở rộng này có thể đánh địa chỉ
qua FPGA Flash Base Register và mặc định “0b000” là reset. Địa chỉ và page được
thể hiện như hình sau:
Bảng 1. 4 Địa chỉ và page
Dải dịa chỉ Page number Contents
0x8000 0000
0x8007 FFFF
Page 0 000B

Page 1 001B

Page 2 010B

Page 3 011B

Page 4 100B

Page 5 101B

Page 6 110B

Page 7 111B

Flash Memory Interface




Hình 1. 3 Giao diện bộ nhớ Flash
 Giao diện UART
Dual UART ( TLC16C752) là bộ nhớ đã map vào nửa trên của không gian
Flash
A0 – A18
A19 – A21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



25
CE1 của DM642 dọc theo thanh ghi đồng bộ FPGA. Mỗi UART,A và B chiếm 8 vị
trí . CE1 được cấu hình cho 8 bit truy cập trên DM642 EVM, dải địa chỉ được show
trong bảng sau:
Bảng 1. 5 Dải địa chỉ do CE1 quy định
UART Addresss
A
0x9008 0000 – 0x9008 0007
B

0x9008 0008 – 0x9008 000F

UART giao tiếp với đường điều khiển RS-232. UART A được xuất ra ngoài tới
connector DB-9,J11, và UART B được định tuyến tới hàng đôi bên trên của board.
 Giao diện đồng bộ bộ nhớ FPGA
FPGA có 10 thanh ghi đồng bộ bộ nhớ,cái thường có vị trí cao nhất của
không gian CE1. Những biến thanh ghi thực hiện chức năng của chúng được liệt kê
như ở dưới. Nhiều thông tin thì có sẵn trên những thanh ghi này trong hướng dẫn sử
dụng của TMS320DM642 EVM OSD FPGA.
Bảng 1. 6 Chức năng các thanh ghi đồng bộ bộ nhớ
Address Function R/W Bits
0x9008 0010
Thanh ghi điều khiển OSD R/W 6
0x9008 0011
DMA Threshold LSB
Register
R/W 8
0x9008 0012
DMA Threshold MSB
Register
R/W 8
0x9008 0013
Interrupt Status Register R
7
0x9008 001
4

Interrupt Enable Register R/W 5
0x9008 0015
GPIO Direction Register R/W 8

0x9008 0016
GPIO Status Register R/W 8
0x9008 0017
LED Register R/W 8
0x9008 0018
Flash Page Register R/W 3
0x9008 0019
Reserved
0x9008 001A
Reserved
0x9008 001B
Reserved
0x9008 001C
Reserved