基于cRIO9040 FPGA的图像处理流程

硬件准备

  • CompactRIO9040
  • Basler GigE相机
  • 网线

遵循GigE Vision标准的相机由高性能、多核cRIO设备支持,如cRIO-908x、cRIO-903x、cRIO-904x和cRIO-905x系列以及基于英特尔的sbRIO。

软件安装

参考:cRIO9040中NI9381模块的测试

此外,PC端需要安装VDM,VAS。

cRIO端,打开NI Measurement&Automation Explorer(MAX)- 远程系统 - cRIO9040 - 添加/删除软件 - 安装vision相关的组件。
在这里插入图片描述
以上均是LabVIEW2023 32位。

FPGA图像处理

FPGA​的​高速​运算​和​并行​特性​可​减少​图像​处理​时间,​从而​降低​系统​延迟​和​增加​吞吐量。 此外,​FPGA​图像​处理​可以​允许​高速​分​拣​机​等​系统​的​控制器​更​快速​地​基于​所​采集​的​图像​作出​决策。

FPGA处理尤其适用于要求图像采集和处理之间具有低延迟的应用。

图像数据也可以并行传输到FPGA并同步进行处理,这是因为数据的处理不需要使用中央处理器。

CPU VS FPGA

FPGA的时钟频率在100~200MHz数量级。很显然,FPGA的时钟频率低于CPU的时钟频率,CPU可以轻松地在3GHz或更高的频率下运行。因此,如果一个应用需要一种必须迭代运行的图像处理算法,并且不能利用FPGA的并行性,那么CPU能够更快地进行处理。

每个处理步骤同时对各个像素或一组像素进行操作,因此该算法可以利用FPGA的并行优势来处理图像。 然而,如果算法使用诸如模式匹配和OCR这样的处理步骤,这些要求立即分析整个图像,这时候FPGA的优势就比较勉强了。这是由于缺少处理步骤的并行化,以及需要大量内存进行图像与模板之间的比对分析。虽然FPGA可以直接访问内部和外部存储器,但通常情况下,FPGA可用的存储器数量远不及CPU可用的数量,或是这些处理操作所需的数量。

FPGA用于图像处理的优势,取决于每种应用要求,包括应用的特定算法、延迟或抖动要求、I/O同步和功耗等因素。通常使用具有FPGA和CPU的架构,能充分利用FPGA和CPU各自的

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