一种用于视频流信号处理系统的分布式传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据传输领域，更具体地，本发明涉及一种用于视频流信号处理系统的分布式DMA传输装置。
技术背景
[0002]线材在生产过程中，由于原材料选取和加工工艺等多方面因素，线材表面会不可避免的出现气孔、划痕、麻点等缺陷，这些缺陷会影响最终产品的性能。因此需要在线材生产的过程中对其表观缺陷进行检测。机器视觉检测技术是利用摄像机获取被检测物件的图像，通过图像处理技术实现检测的一种高新技术，具有非接触、速度快、精度高、智能化等优点。将机器视觉技术引入到线材表观缺陷检测中，取代传统的人工检测，克服了人工检测稳定性差、速度慢的缺点。
[0003]视频算法处理部分是机器视觉的核心。由于线缆具有很高的运动速度，并且缺陷检测有很高的精度要求，因而造成视频数据具有高分辨率和高帧率的特点，为了保障处理的实时性，需要在FPGA上使用硬件逻辑资源并配合嵌入式ARM处理器共同完成视频处理功能，其中使用FPGA的硬件逻辑资源完成一些硬件视频处理单元，完成视频处理过程中的单个步骤。
[0004]在视频算法处理系统中，包括ARM处理器、各个硬件视频处理单元、大容量的外部存储器以及相应的接口和控制模块。在视频处理系统工作的过程中，ARM处理器和各个硬件视频处理单元需要频繁、大量地向外部存储器DDR中写入和读取数据。因而，视频数据在处理单元和DDR之间的传输速率成为影响整个视频处理系统的关键因素。
[0005]DMA (Direct Memory Access直接内存存取)是一种高速的数据传输方式，无需CPU的干预即可实现外设和存储器之间直接读写数据。本发明公开了一种用于视频流信号处理系统的分布式DMA传输方法和装置，用于线缆表观缺陷检测的视频算法处理系统上，使用DMA方式控制处理单元和DDR之间的数据传输，可以极大地提高视频处理单元对片外存储器DDR的访问速度，从而提高整个系统的性能。
[0006]1、通用的DMA控制器，大多传输的一维数据，而视频数据为二维的图像数据，并且具有视频数据专有的标志信号，传统的DMA控制方法无法利用视频数据专用的标志信号，无法直接实现二维视频信号的传输。
[0007]2、集中式的DMA控制方式，使用一个多通道的DMA控制器，将所有的外设都连接到这个DMA控制器上，由该DMA控制器统一完成数据搬运工作。该方法应用在本发明使用的FPGA视频信号处理领域时，具有如下缺点:
[0008](I)系统灵活性差，不同的外设传输数据的方式存在着一定的差异，需要采用不同的传输的模式，使用集中式的DMA控制方式，难以满足这一要求。
[0009](2)系统扩展性差，当有新的外设需要添加到系统的时候，使用集中式的DMA控制方法，需要重新修改DMA控制器，增加相应的通道和仲裁等设计，在实际应用中十分不方便。
[0010](3)可靠性低，当某个外设出现传输故障时，集中的DMA控制器会受到影响，可能导致无法正常工作，从而导致其他外设也无法通过DMA正常传输数据，整个传输系统将崩溃。
【发明内容】
[0011]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足之处设计一种用于视频流信号处理系统的分布式传输装置，通过硬件对需要处理的视频流信号进行分步骤处理，每个处理步骤采用一个DMA控制器单独对该步数据进行存取，从而达到在数据存取过程中可靠性高、速度快、灵活性强、系统扩展性强的目的。
[0012]本发明一种用于视频流信号处理系统的分布式传输装置，该装置对视频流信号进行分布式处理，每个处理步骤通过硬件实现，每步处理硬件都会由DMA配置单元控制一个DMA控制器负责该步处理硬件所需数据的读写，从而实现发明目的。因而本发明一种用于视频流信号处理系统的分布式传输装置，该装置包括:多个信号处理模块、ARM处理器模块、存储器模块及连接各模块的传输总线，每个信号处理模块负责对信号进行一个步骤的处理；其中信号处理模块包括:视频处理单元、DMA控制器、DMA配置单元，DMA配置单元判断视频处理单元的数据读写需求，控制DMA控制器将视频处理单元所需数据从存储器模块中直接读写；
[0013]所述DMA控制器包括:接收模块、写通道缓存模块、发送模块、读通道缓存模块、读写控制模块、控制命令接收模块、控制模块；其中控制命令接收模块接收DMA配置单元的命令，然后传输给控制模块，控制模块根据命令控制接收模块、发送模块、读写控制模块进行工作；通过接收模块接收视频处理单元需要写入存储器模块的数据，然后存入写通道缓存模块，再通过读写控制器将数据写入存储器模块；通过读写控制模块从存储器模块中读出数据，然后将读出的数据写入读通道缓存模块，再通过发送模块将数据传输至视频处理单
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[0014]其中所述信号处理模块中视频处理单元与I个DMA控制器连接，其读、写数据由一个DMA控制器完成。
[0015]其中所述信号处理模块中视频处理单元与2个DMA控制器连接，其读数据由一个DMA控制器完成，写数据由另一个DMA控制器完成；所述DMA控制器与2个视频处理单元连接，分别控制I个数据单元的读数据，另一个数据单元的写数据。
[0016]其中所述传输总线采用AXL4总线，所述视频处理单元、DMA配置单元与DMA控制器间的接口均采用AX1-stream协议。
[0017]本发明一种用于视频流信号处理系统的分布式传输装置，该发明整个装置的DMA控制分散到每个视频处理单元，每个视频处理单元都连接一个DMA，每个分散的DMA负责完成其所连接的视频处理单元对存储器的访问；跟发明具有如下优点:
[0018]1.分布式系统具有更快的速度，各个分布的DMA并行工作，可以比单个集中式的DMA具有更快的速度；
[0019]2.每个分布的DMA可以根据不同的视频处理单元的处理需求，配置成不同的工作方式，具有很强的灵活性；
[0020]3.当有新的视频处理单元需要添加到本系统的时候，使用分布式DMA数据传输系统，可以增加一个分布的DMA控制器连接至新增的视频处理单元，非常方便的完成系统的扩展；
[0021]4.当某个分散的DMA控制器或者是某个视频处理单元出现异常时，不会影响其他的DMA控制的正常工作，因而系统具有很高的可靠性。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一种用于视频流信号处理系统的分布式传输装置的示意图。
具体实施例
[0023]1、一种用于视频流信号处理系统的分布式DMA传输装置，应用在视频信号处理嵌入式系统中。
[0024]2、所述视频信号处理嵌入式系统，如图1所示，包括视频处理单元(视频处理单元I，视频处理单元2，……，视频处理单元2N)，DMA配置单元(DMA配置单元I，DMA配置单元2，……，DMA配置单元N)，DMA控制器(DMA控制器1，DMA控制器2，……，DMA控制器N)，AXI总线，ARM处理器和DDR存储器。
[0025]3、所述视频处理单元(视频处理单元I，视频处理单元2，……，视频处理单元2N)，是指一些视频信号处理模块，每个单元完成整个视频处理算法中的某个特定步骤，所述处理单元通过本发明所述的分布式DMA控制器读写DDR存储器中的数据，要求视频处理单元与DMA控制器的连接接口为AX1-stream协议。
[0026]4、所述DMA配置单元(DMA配置单元I，DMA配置单元2，……，DMA配置单元N)，是指配置DMA工作方式的模块，具有AX1-1ite接口，为AX1-1ite主机，每个分散的DMA控制器都使用一个DMA配置单元配置其工作模式，DMA配置单元配置的信息包括启动停止命令、图像高度信息、图像宽度信息和起始地址信息，这些信号有独立的两组，分别对应写通道和读通道。
[0027]5、所述AXI总线，为系统所使用的总线，连接各个模块。
[0028]6、所述ARM处理器，为FPGA内嵌的嵌入式ARM硬核，完成系统的总体控制和部分视频处理算法工