Studio e realizzazione di controller VGA per sistemi embedded basati su FPGA

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Studio e realizzazione di controller VGA per
sistemi embedded basati su FPGA
Stefano Magnoni stefano.magnoni_at_dresd.org Arber
Ngjela arber.ngjela_at_dresd.org
Relatore Prof. Francesco BRUSCHI Correlatore
ing. Marco Domenico SANTAMBROGIO
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Indice

• Contesto, Motivazioni e Obiettivi
• Componente che supporta lo standard VGA per
• Xilinx Spartan 3
• Xilinx Virtex 4
• Risultati
• Analisi caso di studio
• Conclusioni e Sviluppi Futuri

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Contesto, Motivazioni e Obiettivi

• Nellelaborazione di immagini sono presenti
  vincoli temporali sempre più stringenti per cui
  talvolta si preferisce ladozione di soluzioni
  hardware
• Possibile metodologia di lavoro
• Trasferimento immagini da PC alla board
• Manipolazione delle immagini
• Trasferimento immagini dalla board al PC
• Proposta
• Realizzare un core che possa proiettare il
  risultato su monitor
• Standard VGA

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VGA core per Spartan 3 (1/2)

• I dispositivi messi a disposizione dalla scheda
• DAC a 3-bit
• 2 x SRAM da 512KByte
• Core realizzato

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VGA core per Spartan 3 (2/2)

• Il componente visualizza i
  pixel su un monitor
  acquisendo parole di 16 bit dalla memoria.
• Ogni parola contiene 5 pixel e quindi si ha un
  bit
• non utilizzato.
• Overhead 1/16 6,25
• No buffer
• Dominio applicativo ristretto

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PLB-TFT-LCD-CNTLR per Virtex 4 (1/2)

• Dispositivi presenti sulla scheda
• DDR da 64MByte
• DAC a 15-bit
• Architettura bus-based
• Trasferimento dati su PLB
• Controllo su DCR

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PLB-TFT-LCD-CNTLR per Virtex 4 (2/2)

• Clock
• Due domini
• Gestore
• DCM (Digital Clock Manager )

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Caso di Studio (1/3)

• Caso di studio
• Ricerca zone calde in immagini termografiche
• Scorrimento sequenziale dei pixel per
  levidenziazione delle zone di interesse

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Caso di Studio (2/3)

• Soluzione su Spartan 3 starter board
• Conversione dellinput in modalità 8 colori
• Nessun filtraggio sul rumore dellimmagine di
  input
• Zone rosse diventano zone nere
• Risultati ottenuti

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Caso di Studio (3/3)

• Soluzione su board ML403
• Filtraggio FIR (Finite Impulse Response) tramite
  filtro di smoothing per riduzione rumore
• gaussiana
• Riconoscimento livelli con i seguenti risultati

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Conclusioni e Sviluppi Futuri

• ML403
• Installazione sistema operativo linux e mappatura
  a video dello standard-output
• Eliminare lattuale collo di bottiglia legato al
  trasferimento seriale utilizzando la porta USB
• Spartan 3 starter board
• Poco utilizzabile a fini pratici
• Passaggio allutilizzo di 2 board

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Dimostrazione

• Mettiamo qui il video??

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Domande