基于双DSP的雷场侦察 像实时压缩存储方法

3.4 双口RAM+双DSP图像处理模块

作为图像压缩和存储系统的核心，图像处理模块以双DSP为运算处理核心单元，并辅以双口RAM实现2个DSP之间的高速通信。2个DSP的外部存储器接口EMIF与双口RAM之间的接口设计如图3所示，图中的双口RAM采用的是32位异步RAM。

在图3所示的2个DSP中，DSPl的功能如下：

接收雷场原始图像数据和GPS定位数据；

对雷场图像数据进行GPS标定；

通过EXBUS将GPS标定后的图像存储到硬盘上；

使用快速离散余弦变换(FDCT)对GPS标定后的雷场图像进行实时压缩；

将压缩数据通过外部存储器接口EMIF和双口RAM传送给DSP2。

DSP2的主要功能如下：

通过外部存储器接口EMlF和双口RAM接收来自DSPI的压缩数据；

将压缩数据量化重排；

对量化重排后的压缩数据进行信源和信道编码；

将编码后的数据通过数传设备发送给接收站。

作为2个DSP之间高速通信桥梁的双口RAM是一个共享式多端口存储器，它配备2套独立的地址线、数据线和控制线，允许2个独立的DSP同时异步地访问存储单元，从而实现存储数据的共享，大大提高了2个DSP之间的通信速

度。

双口RAM内部的访问仲裁逻辑通过控制同一地址单元访问的时序、合理分配存储单元数据块的访问权限、有序调度信令交换逻辑(例如中断信号)等手段来管理2个DSP对双口RAM的读写操作，从而实现DSPI和DSP2对存储器内共享数据的有序访问。

2个DSP虽然能通过双口RAM进行高速通信，但其控制功能不强，因此系统中需要采用如图1所示的2个CPLD协调DSPl和DSP2对双口RAM中共享数据的访问，从而实时快速地实现雷场图像数据的标定、压缩、存储和传输。

3.5 图像存储模块

原始图像数据经过GPS标定后进行存储，作为地面接收的雷场图像数据的备份。由于光学设备所拍摄的雷场数据具有低空、大速高比、高分辨率的特点，是海量数据，因此，必须使用硬盘进行存储。为了避免图l所示的DSPI内部硬件资源发生冲突，使用DSPI的EXBUS作为图像存储数据输出的接口。

经过GPS标定的雷场图像数据通过DSPl的EXBUS接口首先输出到FIFO中缓冲，然后分别通过DMA控制器和接口控制器将压缩数据存储到硬盘上。对硬盘的控制采用DSP3和专用SCSl接口控制器来实现数据的存储。EXBUS与异步FIFO之间的硬件接口如图4所示。

3.6 压缩数据输出模块

经GPS标定的雷场图像数据在使用特定的算法压缩后，必须传送到地面进行后期分析处理。压缩数据经过DSP2编码后，通过DSP2的EMIF传送到FIFO中缓冲，然后通过总线驱动送到数传设备，传至地面接收站。FIFO存储器采用IDT72V06型异步FIFO存储器，总线驱动器采用SGS-THOMSON公司的HC245型总线驱动器。

4 图像压缩算法设计

图像压缩算法效率的高低直接影响整个系统的实时性，因此，选用合适的图像压缩算法具有至关重要的意义。

该系统采用基于FDCT变换的图像压缩算法，该算法能够在图像质量比较好的情况下取得较高的压缩比，且计算量适中，能够满足图像实时压缩的要求，其软件流程如图5所示。图5中上部虚框内的算法由DSPl执行，下部虚框中的算法由DSP2执行，中间数据通过双口RAM传递。

由于压缩过的数据具有非常低的冗余度，因此在信源编码时须适当插入RoI(Restart of Interval)标志，增强压缩数据的抗误码能力，避免发生误码扩散。

此外，为提高通信的可靠性，在编码中还要加入信道编码。考虑到卷积码的前向纠错能力和实时性较好，选择卷积码作为信道编码。从理论上讲，卷积码的约束度越长纠错能力越好，但是约束度越长，译码时间也会相应变长。因此，在设计时必须从实时性出发，选择合适的卷积码约束度，从而保证数传设备的误码率纠错能力能够满足系统的实时性、可靠性和抗干扰性要求。

5 结束语

该系统利用TMS320C62xx系列DSP的快速数据处理能力和双口RAM的高速数据传输能力，对光学传感器拍摄到的大面积雷场图像进行快速GPS标定，并对标定后的图像进行实时压缩、存储和传输，可满足机载大面积雷场侦察系统的实时性要求。

作者：周新建 张国进 高攀 高朝瑞 来源：国外电子元器件