摘要：随着工业的快速发展，电气信息的获取成为产品设计的主要组成部分，本文利用MATLAB Link for Code Composer Studio,进行DSP算法移植，终实现通过摄像头采集电气参数图像信息，显示器显示电气参数图像的曲线拟合结果。能有效提升读图的与速度，缩短开发周期，降低开发门槛，优化开发过程，整个系统易于手持使用，特别是在工业现场可以直接使用，在实际工程项目中有着的使用前景。

　　一、序言

　　随着电气产业的日益普及和广泛使用，在电气产品设计过程中，如何选型避免过设计，成为电子电器产品规划、设计、销售人员越来越关注的问题。同时当今是信息化社会，图像是电子电器行业获取信息的重要的来源之一。本文提出结合MATLAB来开发DSP系统的思想，阐述了实现该思想的两种工具，并详细介绍了使用MATLAB Link for Code ComposerStudio辅助DSP设计的相关内容，包括其功能特点、实现方式、工作原理等。结合典型的FIR滤波器实例，探讨了使用该工具的方法，并设计了图形用户界面。结果表明应用MATLAB辅助开发DSP系统可以发挥二者的优势，缩短开发周期，降低开发门槛，优化开发过程。

　　二、具体分析

　　1.总体思路

　　数字信号处理（Digital Signal Processing,简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。MATLAB具有强大的计算、分析和可视化功能，但MATLAB语言是解释执行的，执行速度较慢；而DSP是为了完成实时数字信号处理任务而设计的，算法的高效实现是DSP器件的显着特点，但是其开发门槛高。如果能把MATLAB和DSP开发工具结合在一起，取长补短，相辅相成，将是DSP设计人员梦寐以求的一种新的开发思想。

　　MATLAB Link for Code Composer Studio可以实现这一要求。

　　本文利用matlab的图形处理功能，找出图形上的点代表的坐标，并根据坐标轴的数值范围，确定图形上的点代表的X、Y数值。

　　对图形上点所对应的X、Y值，做多项式拟合，计算出在坐标轴的数值范围内X、Y.令数值的方程Y=f（X）。利用MATLAB Link for CodeComposer Studio,进行DSP算法移植，终实现通过摄像头采集电气参数图像信息，显示器显示电气参数图像的曲线拟合结果。

　　2.实施方法

　　（1）功能划分及逻辑框图

　　系统按功能部分如上图所示。

　　（2）关键技术点

　　由于SDRAM在PCB板上的布局、布线属高速数字信号设计，设计过程与低速电路不同，需要考虑电路中的反射、串扰、电磁干扰等现象，其设计的好坏直接影响系统性能，甚至使系统失效，所以该部分设计为系统硬件电路设计关键点之一；针对该问题，在设计过程中要遵循一些基本的高速信号设计规则，DSP至SDRAM的数据线与地址线作等长布线，PCB设计完成后，进行性能仿真。

　　电源设计：该系统的电源模块主要由开关电源（BUCK）、线性电源组成，开关电源外围器件（如储能电感、续流二极管等）的选择、布局、走线，决定了电源模块的稳定性和EMC性能，所以该模块设计为系统硬件电路设计关键点之一；针对该问题，在设计过程中要遵循环路面积原则，并注重散热结构设计。

　　（3）关键元器件选型分析

　　（a）DSP:采用高性能数字多媒体处理器TMS320DM642,主频可达720MHz.

　　（b）Flash:选用SPANSION S29GL128S-90TF102,128Mbit FLASH芯片。

　　（c）SDRAM:根据算法要求，每个摄像头在SDRAM中存放4帧数据，本设计采用1片ISSI生产的IS42S32800B（256-Mbit）。

　　（d）LM22676:该系统控制器在短时间耐电压测试过程中，电压值为24V,控制器工作电流≤1A.根据以上参数，可选择开关电源LM22676.

　　三、工作实例分析

　　1.工作流程

　　（1）视频信号通过摄像头采集；

　　（2）采集信号通过视频解码传给DSP处理；

　　（3）对采集的图像进行灰度、二值化处理、边缘提取、滤波等一系列算法处理；

　　（4）利用上述算法对处理后的图像进行电气参数图形提取；

　　（5）对提取的电气参数图形进行多项式拟合；

　　（6）通过显示器，件拟合的结果显示，以备后续设计开发使用。

　　至此，电气参数图中信息被matlab读出，转换成函数关系方便后续工程上使用。经过验证，计算得出的数值和原图符合。

　　2.细节分析

　　（1）使用多项式拟合矩阵DL和矩阵ZS的函数DL=f（ZS），经过测试，6此多项式在一定的取值范围内，准确率为合适，下面以实际情况来分析此细节问题；（2）2次多项式：p=polyfit（ZS,DL,2）；

　　（3）3次多项式，将p=polyfit（ZS,DL,2）改为p=polyfit（ZS,DL,3）；

　　（4）4次多项式，将p=polyfit（ZS,DL,3）改为p=polyfit（ZS,DL,4）；

　　（5）5次多项式，将p=polyfit（ZS,DL,4）改为p=polyfit（ZS,DL,5）；

　　（6）6次多项式，将p=polyfit（ZS,DL,5）改为p=polyfit（ZS,DL,6）；

　　（7）7次多项式，将p=polyfit（ZS,DL,6）改为p=polyfit（ZS,DL,7）；

　　经过以上分析，6次多项式已经较为理想，满足实际工程使用需求，无需使用7次多项式拟合。

　　四、小结

　　本文提出结合MATLAB来开发DSP系统的思想，阐述了实现该思想的两种工具，并详细介绍了使用MATLAB Link for Code Composer Studio辅助DSP设计的相关内容，基于DSP的图形识别和处理，直接读取图形信息，有效的提升了读图的与速度，能有效优化供应商及零部件选型、提升设计质量、降低售后风险，整个系统易于手持使用，特别是在工业现场可以直接使用，在实际工程项目中有着的使用前景。（作者：刘琳）