—科教导刊（电子版）·2017年第22期/8月（上）—
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处方药与非处方药分类管理办法
周
莹
（武汉工程大学邮电与信息工程学院
湖北·武汉
430073）
摘
要
要达到高质量的防伪水平，必须保证采集到高质量的纸币数据。本文根据系统所需性能要求，分析了各个模
块器件性能，对器件做出了合理的选型。图像采集模块是验钞机系统的基础，只有采集到准确、高质量的纸币数据，才能保证后期的图像处理更加完美。本文重点讨论了基于CIS 的纸币图像采集原理，阐述了纸币采集过程的基本概念
及流程。本系统采用FPGA 作为协处理器，完成CIS 、A/D 、光源选择驱动、SDRAM 、SRAM 、USB 各个功能模块的控制，实现了完整纸币的数据存储。FPGA 与DSP 共用两片SDRAM ，当其中一片SDRAM 存储完成一张完整纸币数据 时，FPGA 转向对另一片SDRAM 进行存储，并将其控制权转交给DSP 以进行后期图像处理工作，依次循环操作，充分体现系统高速性。
关键词FPGA 纸币数据
采集系统
中图分类号：
TP391.41文献标识码：
A 1概述
随着当今科学技术的迅猛发展，数字图像处理技术正在各个行业得到广泛的应用，而FPGA 技术的不断成熟改变了通常采用并行计算机或数字信号处理器(DSP )、专用集成电路(ASIC )等作为嵌入式处理器的惯例。可编程逻辑器件(FPGA )凭借其较低的开发成本、较高的并行处理速度、较大的灵活性及其较短的开发周期等特点，在图像处理系统中有独特的优势。
2系统设计模块
本文基于某型号点钞机作为实验平台，提出了一种基于FPGA 的图像采集处理及DSP 的图像识别处理系统方案。作为协处理器的FPGA 主要负责图像采集与存储、模块通信、模块控制等工作。具体是将CIS 传感器采集到的纸币图像数据通过AD 模数转换，最后将一张完整纸币数据存储到SDRAM 中，便于后期DSP 进行图像处理以及利用USB 将数据传输至PC 上位机显示，用于验证采集数据的正确性。
2.1CIS 图像传感器模块
通过分析传感器芯片资料中CIS 的工作时序，进行CIS 传感器驱动电路的设计，传感器光信号一旦检测到纸币的到
来，FPGA 便启动SI 信号，从SI 信号上升沿出现后的第64个时钟周期起，在每个时钟的上升沿依次产生像素值并采集一行数据，直到行启动脉冲再一次启动时，下一行的采集重新开始。
2.2A/D 转换模块
CIS 传感器输出是模拟信号，而交给处理器处理的必须是数字信号，对信号进行模数转换便是必须的工作，模数转换器便是模拟信号和数字信号之间沟通的桥梁，其主要工作就是将CIS 输出的模拟信号转化为指定精度的数字信号并传输给处理器。
2.3FPGA 控制模块
FPGA 负责提供时钟分配信号、CIS 控制信号、光源选择
器SCT2007的驱动信号、
A/D 转换器的控制信号、SDRAM 读写控制信号、SRAM 缓存控制、USB 数据传输控制、串口接口
控制等。
3纸币采集系统实现
数据在开始采集前需要63个时钟周期的准备时间，代码
的仿真波形如图1，图中cis_cnt 计数用来控制SI 信号之后的
第64个时钟周期开始数据的采集。
当64个时钟周期等待完成，便开始三通道数据采集，采集数据的仿真波形图如图2
玛格丽特米切尔
：
图2：采集数据仿真波形
其中cis_8m 为时钟生成模块产生的8M CIS 采集频率，cis_si 为行启动信号，当CIS 的启动信号start 有效时，SI 脉冲出现，保持一个时钟周期，直到下一行数据出现前63个周期SI 脉冲再次出现。SI 出现后的29个时钟周期，led_en 信号有效，在led_en 有效之后的34个周期，对要采集的数据来说，是在SI 有效后的第64个周期，三通道数据才开始采集。如图所
示buf1/2/3datain [15:0]三个信号分别为432、
432、576个数据的并行采集。其中cis_cnt 为中间信号，用于计数控制时钟周
期个数，从而控制clrcnt 、
led_en 脉冲的形成。led_en 信号在第576个数据采集完成后被拉低，等待下一行数据采集前的34个周期，再被拉高，如此循环从而控制采集的数据在光源使能有效的情况下完成。
4总结
结合各方面综合考虑，本课题运用FPGA 反应时间在ns
级的纯逻辑控制方式，选择采用FPGA 控制、采集数据，
DSP 进行图像处理的架构，完成点钞机系统的硬件平台设计和软
件实现。通过系统软件完成纸币的数据采集、A/D 转换、纸币
分类推进事业单位改革的意见>朱宏利
数据的缓存、片外sdram 存储器控制、数据传输、时钟生成等各种功能。参考文献
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进坑村
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图1：采集等待仿真波形
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