基于Hi3516D 的低功耗图像采集系统的设计

甄国涌，曹 飞，陈建军，贾兴中

（中北大学 电子测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051）

0 引言

随着电子产业的快速发展以及航空航天实验条件的不断严苛，搭载设备的小型化、集成化也在不断提升要求。图像数据作为直观的数据来源，扮演了越来越重要的数据支撑角色。对于航空航天设备，一般都具有空间受限、能耗珍贵、带宽有限的特点[1-2]，所以搭载的图像采集系统必须要在保证图像质量的前提下，尽量降低功耗，期望可以长时间工作，并尽量降低码率，期望可以节省存储空间、降低带宽使用率。例如某遥测设备，遥测带宽一般为2 Mb/s～5 Mb/s，工作时长可能长达数小时，需要实时获取设备运行状况图像[3-4]，对于大部分的可行方案，有些采用普通ARM 处理器架构可以做到实时传输，但是图像分辨率较低；有些采用FPGA 采集、Flash存储、DDR 读取设计框架，可以做到高分辨率[5-6]，但是实时性和码率要求不达标。

基于以上实际需求，采用国产化海思主控芯片Hi3516D，设计了一种低功耗、低码率、高质量的图像采集系统。

1 总体方案设计

嵌入式系统设备的小型化、芯片的高集成度，使得芯片的功耗明显增大。据资料显示，芯片稳定工作后温升10 ℃，其可靠性将会降低近一半。其中包含电迁移、连线阻抗增大、线延时增加等问题，最终导致时延故障率增大[7]。

所以基于降低功耗的设计思想，系统设计方案如图1所示，整体分为5 个模块：图像采集模块、主控模块、存储模块、RS422 通信模块、电源模块。

图1 总体方案设计