6、分布式智能相机的可重构架构

分布式智能相机的可重构架构

1. 智能相机现状与问题

当前市场上存在多种智能相机。例如，有用于监控的分布式可扩展智能相机，其多处理器硬件平台由通用处理器和数字信号处理器网络组成；无线 CITRIC 相机将 OmniVision OV9655 与 Intel XScale PXA270 处理器相结合；MeshEye 则专注于低功耗，使用 Atmel AT91SAM7S 微控制器。

然而，现有的智能相机普遍存在问题，它们大多只在一个方向上进行了优化。使用顺序处理器的相机在可编程性和灵活性上表现出色，但性能欠佳；而专为定制计算设计的相机则难以编程甚至无法编程。部分制造商认识到定制实现的好处，开始使用专用硬件（FPGA 或 ASIC）来加速特定计算。

2. FPGA 智能相机系统优势

为解决上述问题，开发了一种基于 FPGA 的可扩展模块化相机系统。该系统具有小尺寸、低功耗和高灵活性的特点。使用 FPGA 时，复杂任务可作为专用模块在 FPGA 逻辑上实现，而应用中以控制为主的部分可在嵌入式处理器上以软件形式实现。FPGA 的部分可重构能力允许硬件重组，以适应系统功能的运行时变化。

为了让计算平台更易于使用，还将 Intel 广泛使用的 OpenCV 图像处理库集成到 FPGA SoC 中，其底层内核函数可作为硬件加速器使用。软件设计师可以在使用高级抽象接口的同时，获得通常与硬件实现相关的性能，而无需关注实现细节。

3. FPGA 智能相机平台设计

设计新平台的初衷是提供一个通用视频处理系统，可作为各种嵌入式成像应用的原型或最终产品。该平台采用模块化设计，主要模块如下：
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