地平儀是衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的關鍵子系統(tǒng)，其測量精度和可靠性直接關系到衛(wèi)星姿態(tài)是否精確和穩(wěn)定。本文利用TI公司的DSP芯片TMS320C6711B(簡稱C6711)實現(xiàn)了中心定位的相關算法。

　　1 實時圖像處理系統(tǒng)的硬件構成

　　本系統(tǒng)以C6711為核心，輔助以現(xiàn)場可編程門陣列FPGA及高速A/D等器件構成實時高速數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件框圖如圖1。該圖像處理系統(tǒng)的工作原理是：由CCD采集輸出的模擬圖像信號，經(jīng)過高速A/D將模擬信號轉換為數(shù)字信號。數(shù)字圖像信號在FPGA控制下，將數(shù)據(jù)不斷輸入至雙口RAM。每當一幀圖像掃描結束時，F(xiàn)PGA提供一個中斷標志信號，觸發(fā)DSP進行數(shù)據(jù)搬移，將雙口RAM中的一幀圖像通過C6711的QDMA搬移到SDRAM中。QDMA將數(shù)據(jù)搬移完后檢查圖像數(shù)據(jù)是否有效，如有效則觸發(fā)DSP執(zhí)行圖像處理程序，否則返回等下一個中斷到來。DSP在下次中斷到來之前處理完本幀圖像，將得出的姿態(tài)角信息通過多通道緩沖串口McBSP輸出給電腦PC機RS232口并顯示，之后又進入中斷等待狀態(tài)，等待中斷再次觸發(fā)QDMA進行數(shù)據(jù)搬移。

　　1.1 C6711數(shù)字信號處理器

　　C6711是TI公司的高速浮點DSP芯片，主頻為150MHz，最高能達到900MFLOPS的峰值運算能力。C6711由CPU內(nèi)核、片內(nèi)外設和存儲器三大部分組成。處理單元采用高性能、先進的VelociTITM結構，每時鐘周期8個功能單元可并行工作。C6711具有特別適合實時圖像處理的特點：

　　(1)先進的VelociTI超長指令字C67xDSP內(nèi)核;

　　(2)硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度浮點指令;

　　(3)32位外部存儲器接口(EMIF)，提供與同步、異步存儲器的無縫接口;

　　(4)兩級緩存結構，其中：程序緩存32Kbit，數(shù)據(jù)緩存32Kbit，二級緩存512Kbit;

　　(5)增強型DMA控制器，共16個獨立通道。

　　1.2 A/D變換

　　由CCD輸出的模擬圖像信號，經(jīng)過高速A/D將模擬信號轉換為10位數(shù)字圖像信號，在FPGA的控制下存入雙口RAM存儲器，供DSP處理使用。

　　1.3 電源模塊和監(jiān)控復位電路

　　C6000系列DSP需要兩種電壓，分別為CPU內(nèi)核電壓和周邊I/O接口電壓。C6711需要3.3V和1.8V兩種電壓，并且要求兩種電源滿足一定的加電順序。本系統(tǒng)采用兩者同時加電的方式。根據(jù)系統(tǒng)的功耗要求，分別采用芯片TPS54316和TPS54314直接產(chǎn)生3.3V和1.8V兩種電壓，它最大可提供3A的供電電流。電源監(jiān)控和復位電路采用TI公司的TPS3307-33實現(xiàn)，它可以同時監(jiān)測三個獨立的電壓3.3V/5V/1.8V，并且被監(jiān)測的三個電壓有一個低于其門限值時，就可以保證輸出有效的

信號，使DSP復位，當它們的值都高于門限值時，

信號才變?yōu)楦唠娖健?/span>