基于四核DSP的视频交通检测系统设计

　　交通信息视频检测系统是通过图像分析的方式获取交通信息数据的设备，是智能交通系统ITS(Intelligent Transportation Systems) 的重要组成部分[1-2]。此系统以道路上方架设的摄像机作为传感器，将路面交通图像传到交通信息视频检测系统，对图像进行实时分析，提取出车辆运行交通信息数据(包括车流量、车速度、车辆密度等)，通过一定的通信链路发给交通信息控制中心。此类系统具有准确度高、寿命长、易维护等优点。另外，大量的交通图像数据和不断发展的处理算法以及各种现实需求对硬件系统性能的要求越来越高，单一处理器必将不能满足需要，并行、通用且处理能力强大的多处理器系统逐渐受到重视和应用。本文提出一种新型的基于四核DSP并行体系结构的交通信息视频检测系统的设计方案，采用4个DSP处理器并行处理图像数据，极大提高了系统数据处理能力和传输性能。

　　1视频检测系统整体方案

　　目前交通信息视频检测系统较为复杂，而且稳定性不高、价格昂贵、实时性不强，需要专人管理，操作较为繁琐。本设计系统框图如图1所示采用4核DSP结构，通过4个系统单元间通信接口的连接，将4个数字信号处理器DSP相结合，体现了4微处理器系统的优势。系统单元实现检测算法并与外部设备交换数据。系统工作时，CCD摄像头采集车流图像信号经模数转换得到数字视频数据，数字视频数据存入视频缓冲器FIFO中，存满一行后向4×DSP系统发出中断请求信号;DSP中断CPU，将数字视频数据传输到内部存储器SDRAM中，完成数字视频图像的采集和YUV变量分离，合成一帧完整的数字图像数据;然后产生中断通知算法处理程序对图像进行处理，结果存储在DSP地址空间约定好的缓冲区里，等待外部设备取走检测结果，以作后续处理。

　　2 DSP简介

　　DSP(数字信号处理器)自从1982年诞生以来，获得了飞速的发展。本文采用4颗TI(Texas Instrument)公司高端DSP-TMS320C6416所设计，具有主频高、双套外部地址和数据总线等特点，非常适用于图像处理等领域。有关该芯片的特点如下，详细资料可见参考文献。

　　(1) DSP内核采用超长指令字(VLIW)体系结构，有8个功能单元、64个32 bit通用寄存器。一个时钟周期同时执行8条指令，运算能力可达到 4800MIPS(每秒百万条指令)，支持8/16/32/64 bit的数据类型。两个乘法累加单元一个时钟周期可同时执行4组16×16 bit乘法或8 组8×8bit乘法，每个功能单元在硬件上都增加了附加功能，增强了指令集的正交性。除此之外还增加了一些指令用以削减代码长度和增加寄存器的灵活性;

　　(2)为使数据能保持对超快速DSP内核的供给，TMS320C6416采用了两级超高速缓存器，即16 KB的一级数据Cache、16 KB的一级程序Cache和1 024 KB的数据和程序统一内存。为了达到更大的扩展，1 024 KB内存中的256 KB存储空间可设置用作二级Cache;