基于NoC的图像采集系统设计*

许川佩，占来龙，任智新

（桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院，广西 桂林 541004）

NoC（Network on Chip）的核心思想[1]是将计算机网络技术移植到集成电路设计中，从体系结构上彻底解决片上通信的瓶颈问题及时钟问题。它充分借鉴了分布式计算机系统的通信方式，用路由和分组交换技术替代传统的总线通信方式。结构化的网络连线[1]可以更好地控制连线的电气参数，提供更高的带宽，支持多重的并行通信等。此外，NoC还具备数据处理量大、多任务并行计算、架构易扩展及灵活性强等特点。

本设计是在NoC系统上实现实时图像采集、压缩、解压缩、存储和VGA显示等功能，利用FPGA的内部资源设计灵活的逻辑控制，完成高速大容量数据采集的存储和传输。本文提出的设计方案可以在选用成本低、操作简单的静态RAM的情况下，实现实时大容量数据存储需求。在 EDA（Electronic Design Automation）软件中进行了仿真验证，并在DE2开发板上实现高速实时图像采集和处理。

1 系统总体方案设计

NoC系统借鉴并移植计算机网络通信中的概念和方法[1]，用于多个核或 IP（Intellectual Property core）的集成。图1是NoC的示意图。

图1 NoC示意图

NoC系统由交换节点（Switch）、资源节点（Resource）和资源网络接口（Resource-Network Interface）3个基本部分组成[1]。交换节点负责资源节点之间的信息交换，资源节点可以是处理器、存储器、可编程逻辑器件、输入输出设备等。交换节点通过互连线按照拓扑结构组成网络的物理架构，资源节点则通过RNI与交换节点相连。狭义的NoC指的就是仅由交换节点构成的网络。

本设计在NoC网络上实现实时图像采集系统，在FPGA上利用2个NIOSⅡ核实现NoC系统上的2个资源节点，实现图像采集的基本功能。……