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数字信号处理课程设计
题目：基于DM642的汽车防撞雷达
设计
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设计人：
设计人：
指导老师：
设计时间：2012.12.15
目录
一、摘要 (3)
二、引言 (4)
三、系统设计 (5)
四、DSP芯片 (6)
4.1 TMS320DM642简介 (6)
4.2 TMS320DM642的基本构成 (7)
五、视频的采集 (8)
5.1 摄像头 (8)
5.2 视频的编码 (9)
六、防撞雷达的设计 (10)
6.1 LFMCW主要指标 (10)
6.2 LFMCW雷达的工作原理 (11)
6.3 LFMCW雷达的距离方程 (12)
七、总结 (13)
八、参考文献 (14)
一、摘要
本课程设计基于Ｃ６０００系列ＤＳＰ的实时操作系统ＤＳＰ／ＢＩＯＳ的多线程多任务管理。主要包括车距的测量、视频的采样和显示。车距的测量通过雷达毫米波雷达作为前端数据收发模块，定点DSP芯片为数据处理核心，视频的的采样是通过外置摄像头进行图像的采集，并通过SAA7105H进行编码，并显示出来。本设计主要用的是以TI公司的TMS320DM642DSP 芯片为核心。该系统工作稳定可靠，可以有效降低交通事故发生率，满足汽车防撞雷达系统的实时性准确性要求。
关键词：DSP、DM642、毫米波雷达。
二、引言
汽车是现代社会最蓖要的交通设备之一，随着汽车数虽的急剧增加，交通事故给社会带来巨大的社会损失和经济损失，汽车防撞雷达能有效的降低汽车事故发生牢。
按测量介质不同，车用雷达分为超声波雷达、红外雷达、激光雷达以及毫米波雷达。毫米波雷达具有以上其他形式所不具备的优点，已逐渐成为研究热点，其研究始于20世纪60年代，目前被广泛应用于车辆主动防撞系统。美国、日本和欧洲多家著名汽车公司投入巨额资金，先后研制成功了
24GHz，60GHz，76．5GHz3种频率的汽车防撞毫米波雷达系统。其中德国在该领域的研究处于领先地位，已经获得了实用化的研究成果。国内对汽车主动避撞系统的研究起步较晚，目前仍处于研究阶段。
三、系统设计
系统主要是以摄像头进行拍照显示，毫米波雷达作为数据收发模块，定点DSP芯片TMS320DM642为核心进行信号处理，进而测距、测速，达到实时监测车辆的目的，及时发现潜在危险目标，并及时报警以提醒驾驶员做出相应的处理动作。
汽车防撞雷达设计主要包括：1、视频的采集。通过一个摄像头将视频的信息采集起来，并送给DSP，然后进行编码，最后通过显示器进行图像的显示。2、防撞雷达。雷达发射毫米波碰到物体之后发射回来并接受，将信号送给DSP进行处理，当有危险时进行报警。系统框图如下：
图3.1系统整体框图
四、DSP芯片
本设计采用的是TMS320DM642 DSP(数
字信号处理 )芯片 ,能满足通信、语音、
图像以及其他电子领域高速、低成本、小
体积、低功耗的要求。DSP 系统的设计主
要包含硬件电路和软件程序两部分。
4.1 TMS320DM642简介
TMS320DM642是TI公司C6000系列DSP总最新的定点DSP，其核心是C6416型高性能数字信号处理器，具有极强的处理性能，高度的灵活性和可编程性，同时外围集成了非常完整的音频、视频和网络通信等设备及接口，特别适用于机器视觉、医学成像、网络视频监控、数字广播以及基于数字视频/图像处理的消费类电子产品等高速DSP应用领域。笔者针对市场客户的需求，设计并实现了一款以TVP5150为视频输入解码器，以PCM1801为音频输入采集电路，以TMS320DM642型DSP为核心处理器的多路视频采集兼压缩处理PCI板卡，并将其应用于构建高稳定性、高鲁棒性和多媒体数字监控系统，取得了较好的社会效益和经济效益。
TMS320DM642采用第二代高性能、先进的超长指令字veloci T1.2结构的DSP核及增强的并行机制，当工作在720M赫兹的时钟频率下，其处理性能最高可达5760MI/s，使得该款DSP成为数
字媒体解决方案的首选产品，它不仅拥有高速控制器的操作灵活性，而且具有阵列处理器的数字处理能力，TMS320DM642的外围集成了非常完整的音频、视频和网络通信接口。
4.2 TMS320DM642的基本构成
3个可配置的视频端口（VPORT0－2）能够与通用的视频编、解码器实现无缝连接，支持多种视频分辨率及视频标准，支持RAW视频输入/输出，传输流模式；
1个10/100Mb/s以太网接口（EMAC），符合IEEE 802.3标准；
1个多通道带缓冲音频串行端口（McASP），支持I2S，DIT，S/PDIF，IEC60958－1，AES－3、CP－430等音频格式；
2个多通道带缓冲串行端口（McBSP），采用RS232电平驱动；
1个用户可配置的16/32主机接口（HPI）；
1个16位通用输入/输出端口（GPIO）；
1个64位外部存储器接口（EMIF），能够与大多数异步存储器（SRAM、EPROM）及同步存储器（SDRAM，SBSRAM，ZBT SRAM，FIFO）无缝连接，最大可寻址外部存储器空间为1024MB；
1个具有64路独立通道的增强型直接内存访问控制器（EDMA）；
1个I2C总线模块；
3个32位通用定时器；
1个符合IEEE 1149.1标准的JTAG接口及子板接口等。
五、视频的采集
5.1 摄像头
倒车摄像头分有线和无线两种，有线的方式
简单可靠，但是需要在车体内布线；无线的方式
不需要在车体内布线，安装简单，但需要增加无
线接收模块。由于目前的无线接收模块接收效果还不太理想，一般倒车摄像头还是采用有线方式的多。摄像头的选择主要是通过芯片、清晰度、夜视、防水等方面去选择。
CCD的成像原理
CCD成像的过程是这样的：CCD表面被覆的硅半导体光敏元件捕获光子后产生光生电子，这些电子先被积蓄在CCD下方的绝缘层中，然后由控制电路以串行的方式导出到模数电路中，再经过DSP等成像电路形成图像。fast scan 和slowscan最大的区别就在于光生电子导出的速度和电路系统上不同。fast scan导出电子的频率非常快，以便能达到视频级的刷新率，但这将导致电子丢失、噪声增多、光生电子清空不彻底；而slow scan则相反，它的电路设计重在对光生电子积蓄的保护上，导出的频率不高，但保证传出过程中电子丢失和损耗降到极小，它的模数转换器动态范围和灵敏度极高，保证了信号转换过程不失真，同时为了减低热效应产生的噪声，一般使用Cooling 系统降温。
