基于异构多核体系的汽车远程监控系统设计
Nios II Corel作为主控核，运行UCOS II操作系统，管理所有任务的调度工作，完成汽车传感器的采集、加速度倾角震动的计算、短信彩信的发送等。Nios II Core2作为辅助核，完成采集连续两帧的视频图像，并进行实时运动目标检测算法。双核之间的通信通过Mailbox IP核共享On Chip Memory实现。同时设计Sobel算子边界检测硬件图像预处理模块和JPEG图像压缩IP作为双核系统的协处理器，构成异构多核的嵌入式系统。结构框图如图2所示。由于SDRAM作为视频图像的缓存，这里将Corel运行于SRAM。Core2运行于Flash，读写数据和堆栈存储于SRAM中。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/197705.htm
2．2汽车传感器采集板设计
汽车传感器信号采集板采用AD公司的加速度传感器ADXL202AQC，用于对汽车的X／Y方向加速度、倾角以及震动值进行测量，传感器采集系统框图如图3所示。ADXL202AQC采用MEMS工艺制作，是一种低价格、低功耗、单芯片集成双轴加速度传感器，3～5．25V单电源供电，工作电流小于6mA，可以测量0～5kHz、±2g范围内的动态或静态加速度，60Hz时分辨率为2mg，可以数字、模拟信号形式输出。
ADXL202AQC采集双轴加速度值，通过Xout、Yout输出数字量，以和加速度值对应的不同占空比方波输出，将这两路数字信号通过PIO口采集入SOPC系统，通过Timer X、Timer Y定时器计算出精确的加速度值，NiosII Corel对两个加速度值和重力加速度值确定三维空间的加速度倾角值。
同时通过Xfilt、Yfilt输出加速度的模拟信号量，通过带通滤波器将信号范围控制在10～200Hz，微小的震动量可以通过，经放大、ADC转换通过PIO口采集入SOPC系统，处理器对这些值进行计算，得到震动幅值。
2．3 图像的采集、处理与压缩
系统的图像采集用Terasic公司的TRDB-D5M摄像头，实际像素2592H×1944V，颜色阵列为RGB(红绿蓝)模式，最大数据传送速度为96MHz时钟下96Mb／s，VGA(640×480)输出帧率可达70f／s，内置12位ADC转换器，3．3V单电源供电，I／O口电压范围1．7～3．1v。完全满足系统要求，系统将摄像头采集的信号经过Soble算子边缘检测预处理，同时通过VGA口实时监控，然后将图像数据送Nios IICore2进行运动目标检测，当监控区域内检测到运动目标后，对图像进行JPEG压缩便于GPRS的数据发送。下面对各模块加以介绍。
2．3．1 Sobel算子边缘检测预处理
图像边缘往往携带一幅图像的大部分信息，是图像最基本的特征之一。图像边缘检测是图像处理、图像分析、模式识别以及计算机视觉的基本步骤，其结果的正确性和可靠性将直接影响到机器视觉系统对客观事物的理解。本系统采用经典的Sobel算子边缘检测算法，将图像像素的左右、上下领域的灰度加权，根据在边缘点处达到极值这一原理进行边缘检测。该算法处理的数据量大，通过软件程序实现将比较慢，无法满足实时性要求，本系统用Verilog设计硬件模块实现该功能。将CMOS摄像头采集的图像进行预处理，其边缘检测结果送VGA实时监控(如图4所示)，同时图像数据交NiosⅡCore2进行计算。设计中需要3×3的像素块和大量乘加运算，这里用到Altem公司的Megafuncation)库，如ALTSHIFT_TABS移位寄存器对三行像素进行缓冲，然后将各条缓冲线送入ALTMULT ADD乘加块。
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