电子产品世界

1. 图像处理及显示平台

图像处理平台采用IEI Technology Corp的WAFER-945GSE母板（图4-1-3-1,4-1-3-2），主要功能是处理USB视频采集卡采集的左右眼图像，识别人眼的运动方向，并把计算结果通过串口发送到信号处理板。

WAFER-945GSE母板基于Intel Atom系列低功耗处理平台，1.6GHZ的时钟频率，533MHz前端总线和512KB L2 cache，同时外围接口丰富，如网口，串口，USB口，VGA，LVDS等。本项目中在该板上安装XP精简版操作系统，运行VC程序实现图像接收、处理和结果发送功能。

图4-1-3-1

图4-1-3-2

1. 主控制板

主控制板采用FPGA为主处理芯片，带有高速存储器和串口、视频接口、云台接口，通过各个接口与图像处理平台、视频眼镜和云台之间实现数据交互，管理整个系统的数据流和控制流。

下图是主控制板设计图：

实物图（第一版）如下图所示，第二版已经投出。

主要芯片介绍：

1. XC3S1200：可编程逻辑器件（FPGA）

FPGA 的优点：易于实现并行处理；易于实现流水线操作；通过开发工具在计算机上完成设计，电路设计周期短；对硬件系统可靠性高，程序跑飞可能性不大；规模越来越大，实现功能越来越强，同时可以实现系统集成；可反复修改逻辑。FPGA在系统中起桥接作用，又是系统的主控者，由它来完成外围芯片的控制，及数据的传输。

XILINX公司的FPGA目前分为2大类：Spartan类和Virtex类，前者主要面向低成本的中低端应用，是目前业界成本最低的一类FPGA；后者主要面向高端应用，属于业界的顶级产品。这两个系列的差异仅限于芯片的规模和专用模块上，都采用了先进的0.13、90甚至65制造工艺，具有相同的卓越品质。

目前，比较流行的FPGA类型是Spartan3E系列，其家族列表如下：

综合考虑各系列FPGA的块RAM容量和最大可用I/O数以及处理速度等指标，选用中Spartan3E系列的XC3S1200E，其封装为FG676。

2. SAA7113:8位视频解码芯片

SAA7113是飞利浦公司视频解码系列芯片的一种，非常具有代表性，在很多视频产品如电视卡、MPEG2、MPEG4中都有应用，熟悉了7113的原理后，对其它系列芯片SAA7114、7115、7118就会很容易理解。SAA7113的主要作用是把输入的模拟视频信号解码成标准的“VPO”数字信号，相当于一种“A/D”器件。7113兼容全球各种视频标准。

3. ADV7179:8位视频编码芯片

ADV7179适合各种优先考虑封装空间的视频应用，如第三代移动电话或数码相机等，提供视频输出功能。该器件采用紧凑的芯片级封装，尺寸仅为6 mm x 6mm，并提供适用于CCIR656标准视频输入的选项，内含或不含嵌入式时序信息。视频性能不受影响。它具有高级滤波功能（SSAF滤波器）和最高达-80 dB的专业级视频信噪比(SNR)，可在小屏幕上实现出色的显示质量。

(4)SP3220:串口通信芯片

SP3220E包含一个高效电荷泵，工作于3.3V电压时，只需0.1μF电容即可操作。该电荷泵允许SP3220E在+3.3V到+5.0V的电压范围内发送符合RS-232协议的信号。SP3220E的ESD保护使得收发器的管脚可承受±15kV的人体放电模式和IEC1000-4-2气隙放电模式。
　　SP3220E包含低功耗关断模式，该模式下驱动器输出和电荷泵将被禁止。关断状态下，电源电流低于1μA。

关键词： 视觉随动系统 视频眼镜 FPGA 视频解码 视频编码