采用Vivado HLS为视频处理实现中值滤波器和排序网络作者：Daniele BagniDSP 专家赛灵思公司daniele.bagni@ASK FAE-X
18 赛灵思中国通讯2014第一季度
Vivado的高层次综合功能将帮助您为嵌入式视频应用设计更好的排序网络。从汽车到安全系统再到手持设备，如今采用嵌入式视频功能的应用越来越多。每一代新产品都需要更多的功能和更好的图像质量。但是，对于一些设计团队来说，实现高质量的图像并非易事。作为赛灵思的一名DSP设计现场应用工程师，我经常被问到有关IP和高效视频滤波实现方法这方面的问题。我发现利用最新Vivado®设计套件的高层次综合(HLS)功能，很容易在任何赛灵思7系列All Programmable器件中实现基于排序网络的高效中值滤波方法。在详细探讨该方法之前，我们先来回顾一下设计人员在图像完整性方面所面临的一些挑战以及解决这些问题常用的滤波技术。数字图像噪声大多出现在系统获取或传输图像的过程中。例如，扫描仪或数码相机的传感器和电路可以产生几种类型的不规则噪声。通信通道中的随机比特错误或模数转换器错误会导致特别麻烦的“脉冲噪声”。这种噪声经常被称为胡椒盐(salt-and-pepper)噪声，因为它以随机白点或黑点的形式出现在显示器的图像表面，严重降低了图像质量（图1）。为降低图像噪声，视频工程师通常会在设计中应用空间滤波器。这些滤波器利用噪声点周围像素的优质特性或数值对图像中渲染较差的像素进行替换或加强。空间滤波器主要分为线性和非线性两种。最常用的线性滤波器被称为均值滤波器。它用邻近像素的均值替换每个像素值。这样，渲染较差的像素就可根据图像中其它像素点的平均值得到改善。均值滤波器能以低通方式快速去除图像噪声。但是，该方式通常伴有副作用——使整体图像的边缘变得模糊。大多数情况下，非线性滤波法比线性均值滤波法更好。非线性滤波特别善于消除脉冲噪声。最常用的非线性滤波器是次序统计滤波器。而最受欢迎的非线性次序统计滤波器是中值滤波器。中值滤波器广泛用于视频与图像处理，因为此种滤波器具有出色的降噪能力，而且模糊程度比相同尺寸的线性平滑滤波器低得多。与均值滤波器类似，中值滤波器也要依次分析图像中的每个像素，并观察其邻近的像素以判定该像素是否能代表其周围像素。但是，中值滤波器并非简单地将像素值用周围像素的平2014第一季度赛灵思中国通讯
第三版IO-Link手册
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IO-LINK手册 • 第三版2目录
引言
第4页
第1部分：IO-Link简介
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老派传感器
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微型开关量传感器驱动
第5页
IO-Link：开放式低成本传感器接口
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IO-Link节点
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IO-Link系统
第6页
IO-Link接口在IEC 61131-9中被标准化为SDCI
第6页
物理层IO-Link标准化接口
第6页
物理层电气规范
第7页
自动化体系中的IO-Link
第7页
IO-Link：实现智能传感器
第7页
工业传感器生态系统
第8页
第2部分：IO-Link环境
第9页
数据链路层
第9页
数据类型
第9页
主站-从站通信
第9页
C/Q线上的UART数据
第9页
唤醒请求
第9页
IO-Link数据速率选择 第10页
IO-Link IODD 第10页
第3部分：设计IO-Link接口的传感器
第11页
传感器设计考虑因素
第11页
IO-Link接口的智能传感器设计特性
第11页
IO-Link接口的温度传感器：MAXREFDES164/MAXREFDES173
第11页
软件说明
第13页
IO-Link接口的距离传感器：MAXREFDES171/MAXREFDES174 第13页
软件说明 第14页
IO-Link接口的16通道数字输入集线器：MAXREFDES176 第14页
IO-Link接口通用模拟IO：MAXREFDES177 第15页
IO-Link接口的Pmod兼容适配器：MAXREFDES281、MAXREFDES284 第17页
第4部分：设计IO-Link接口的执行器
第18页
IO-Link接口的8通道电磁阀执行器：MAXREFDES278
第18页
PD-42-1-1243 IOLINK
第19页
TMCM-1617-GRIP-REF
初步PSoC® 4：PSoC 4100S系列数据手册
可编程片上系统（PSoC）
赛普拉斯半导体公司•198 Champion Court •SanJose,CA95134-1709 •408-943-2600文档编号：002-10662版本** 修订日期 February 3, 2016 概述
PSoC® 4是一个可扩展和可重配置的平台架构，是一个包含ARM® Cortex™-M0+ CPU的可编程嵌入式系统控制器。通过灵活自动布线资源，它将可编程及可重新配置的模拟模块与数字模块相结合。PSoC4100S产品系列是PSoC 4平台架构的一个成员。该产品系列是下列四者的组合：拥有标准通信和时序外设的微控制器，具有一流性能的电容式触摸感应（CapSense）的系统，可编程的通用、连续和开关电容的模拟模块以及可编程连接。针对新应用和设计的要求，PSoC 4100S产品与PSoC 4平台系列产品向上兼容。
特性
32位MCU子系统
■48 MHz ARM Cortex-M0+ CPU
■包含读取加速器的闪存容量可达64 KB
■SRAM的空间多达8 KB
可编程的模拟资源
■两个运算放大器支持可重新配置的外部强驱动、高带宽内部驱动、比较器模式和ADC输入缓冲功能。运算放大器能够在深度睡眠低功耗模式下运行
■12位分辨率、1 Msps采样率的SAR ADC包括差分、单端模式和具有信号求平均功能的通道序列发生器
■由电容式感应模块提供的单斜10位ADC功能
■可用在任何引脚上的两个电流DAC（IDAC），用于通用目的或电容式感应应用场合
■两个低功耗比较器支持深度睡眠低功耗模式
可编程数字资源
■可编程逻辑模块支持在输入和输出端口上执行Boolean（布尔）操作
低功耗操作的电压范围：1.71 V ~ 5.5 V
■深度睡眠模式可支持模拟系统正常工作，并为数字系统提供2.5 A的电流
电容式感应
■赛普拉斯的CapSense Sigma-Delta（CSD）模块提供了一流的信噪比（SNR）（> 5:1）和防水性能
嵌入式系统原理与应用实验
栗华编着
山东大学信息科学与工程学院
二零一四年三月
目录
第一章实验硬件平台
1.1北京博创UP-TECH三合一实验箱简介
本实验指导书所依赖的硬件平台为北京博创兴盛科技有限公司生产的一种ARM9/Xscale经典三核心教学科研平台（型号：UP-TECHS2410/S2440/P270），本平台兼容PXA270核心CPU及S3C2410、S2440核心CPU的全部功能，是北京博创多年来嵌入式教学产品开发经验的结晶。这里选配的是S3C2440核心板。
图1-1UP-CUP三合一实验箱外观
应用案例：
※支持Linux、WinCE、Vxworks、μC/OS-Ⅱ4套操作系统；
※核心板可更换，同时拥有ARM9(S3C2410和S3C2440)和XScale（PXA270）；
※中国电子学会嵌入式工程师认证考试和师资培训指定平台；
硬件资源：
CPU S3C2410A（ARM9主频202MHz）
S3C2440（ARM9主频400MHz）
PXA270（XScale架构最高频率可达520MHz）
内存 64MSDRAM
Flash S3C2410A 64MNandFlash S3C2440 2MNorFlash、256MNandFlash
PXA270 16MNorFlash、64MNandFlash
LCD和触摸屏 4线电阻式触摸屏 8寸TFT真彩色液晶屏
接口资源 2个RS232标准串口1个RS485接口 IDE接口
一个DM9000网络接口，另预留一个接口 VGA接口和视频信号输出
4个主USB口、1个从USB口 SPI接口
SD/MMC接口 I2C接口（I2C存储器2片）
CAN总线接口 DA接口
CF卡接口（PCCard模式） 168针扩展接口
立体声耳机、线路、MIC接口 板载UP-LINKJTAG调试器
其他资源 AD电位器 1个可产生中断的按键
17键数字键盘（MEGA8扩展） 3个IO控制的LED
