基于PowerPC的小目标检测系统设计

　　3. 2　微处理器子系统设计

PowerPC微处理器子系统以PowerPC微处理器硬核为核心,通过处理器局部总线( PLB)与片内块RAM连接,进行高速数据传输;通过OPB总线与外围慢速设备进行交互,外设通过相应的外设接口IP控制器与总线互连。根据系统设计需求,需要用到的外设接口IP主要有: GPIO控制器(用于外部中断信号输入、控制命令输出以及单个数据的传输)、EMC接口控制器(访问外部ZBT SRAM)、DDR SDRAM控制器(控制DDR SDRAM)、UART控制器(与上位机通信,便于调试和产生按键输入中断控制系统功能)、Timer定时器/计数器(对轨迹关联及门限值求取的处理时间进行监控)、INTR中断控制器(多中断输入管理)等。系统组成如图4所示。

图4　PowerPC微处理器系统框图

　　4　PowerPC微处理器子系统调试及分析

　　为了验证开发的应用程序是否能实时实现轨迹关联,在应用程序中设计一个生成候选点的图像程序块, 生成好这些处理对象, 然后利用计时器( timer) ,监视处理完每一帧图像消耗的时间,同时把PowerPC微处理器子系统检测到的轨迹信息以及消耗的时间输出在超级终端,以检查PowerPC微处理器子系统的工作情况。

　　本次调试中,设计的每帧候选点图像中都只包含两个目标点,而且都按Vx = 1,Vy = 1的速率作匀速直线运动。图5给出一组轨迹关联测试结果。通过数据分析可知,系统处理一条轨迹长度超过15的轨迹平均耗时也不会超过0. 04ms。对于100帧/秒的输入图像数据,经过5帧一阶段的能量累加过后,得到的候选点图像帧频为20帧/秒。假设一帧候选点图像包含300个候选点,则可以设置轨迹关联最大预设轨迹数为1000,那么, 1000条轨迹的关联处理不会超过40ms,还在候选点图像帧周期之内。所以PowerPC完全能够实时完成轨迹关联任务。

图5　轨迹关联测试结果图

　　5　结　论

　　经调试验证, 本设计达到了预期效果。基于PowerPC的小目标检测系统能够实时实现小目标检测,而且硬件资源的余量以及处理器处理能力的潜力都为系统改进和升级提供了可能。