Obrazový modul s FPGA

Abstract

Cílem této práce je navrhnout a realizovat modul pro rychlé zpracování obrazu z CMOS snímače s využitím prostředků hradlových polí Xilinx řady Spartan 3. Práce začíná realizací přenosu obrazových dat do PC skrze EZ-USB periferii v mikropočítači Cypress a jejich zobrazením, pak pokračuje návrhem algoritmu pro zpracování obrazu a jeho implementací do hradlového pole. Dále byla řešena aplikace pro nadřazené PC v jazyce C# a autonomní start modulu. V jazyce VHDL je navržen a realizován algoritmus určování objektů založený na metodách labelingu s minimalizací nároků na potřebnou paměť a počet taktů hodinového signálu. Závěrem prací bylo využito 8051 kompatibilního jádra EZ-USB mikropočítače ke čtení souborového systému FAT z vyměnitelného úložiště formátu Secure Digital a inicializaci modulu z uložených souborů.

Aim of this thesis is to develop and implement module to fast image data processing using Xilinx Spartan 3 FPGA resources. Task started with transferring and displaying image data in PC using EZ-USB peripheral controller Cypress, then continues with designing image processing algorithm and its adjustment to FPGA logic. The next part is solving PC application in C# language and dealing with autonomous module startup. In VHDL is designed and implemented labeling-based algorithm optimized to memory usage and processing speed. Task is finished by programming 8051 compatible core in EZ-USB controller to read FAT filesystem in Secure Digital memory card and to boot entire module from stored configuration files.