基于FPGA的星载图像处理系统设计

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近年来我国航天事业迅猛发展,对通用星载图像处理系统的需求日益强烈。星上成像设备无论在数量还是在精度上都大大增加,这对星载图像处理系统的实时图像处理能力提出了更高的要求;恶劣的航天环境对星载图像处理系统的稳定性是个巨大挑战。本文设计了一种基于FPGA的星载图像处理系统,该系统主要实现了星载图像接收、缓存、下传和离散小波变换的VLSI设计。  星载图像处理系统总体上由硬件设计和软件设计组成。硬件设计方面,以Xilinx Virtex-4系列FPGA芯片XC4VSX55作为中央处理器,外围配置了全景相机LVDS接收芯片、SDRAM存储器、卫星LVDS发送芯片、计算机板CPU。  软件设计方面包括全景相机图像的接收、压缩图像的SDRAM缓存、CPU接口控制、CCSDS压缩算法中的离散小波变换、图像数据打包下传和可靠性设计等功能。  整个系统是在Xilinx的ISE14.2下用verilog语言编程实现的。本文提出的星载图像处理系统充分考虑了星载图像处理算法的特点、空间环境的恶劣性和航天飞行器的要求,具有较强的通用性和较高的稳定性。在图像压缩和目标跟踪项目中,该系统占用资源较小、稳定性较高,符合航天技术要求的特点,为以后深空探测图像处理提供了技术储备。
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