표제지
목차
ABSTRACT 9
I. 서론 10
II. FPGA 설계 구조 및 구현 방법 12
1. FPGA 인터페이스 하드웨어 구조 12
2. I2C 제어기 구조 14
가. I2C 버스 프로토콜 데이터 전송 15
나. I2C 버스 프로토콜 START 표현 16
다. I2C 버스 프로토콜 STOP 표현 17
라. I2C 통신 타이밍 구조 18
3. 입력 데이터 처리 방법 19
III. 각 모듈별 입출력 신호 및 메모리 맵 22
1. Camera_main 입/출력 신호 22
2. I2C 입/출력 신호 24
3. Ycbcr2rgb 입/출력 신호 26
4. Vga_driver 입/출력 신호 28
5. XY_Width mapper 입/출력 신호 30
6. 램 사용과 정의 32
가. 입력 영상 메모리 32
나. Test 영상 메모리 32
IV. 내부 하드웨어 알고리즘 33
1. Adaboost 학습 알고리즘 33
2. 적분영상 추출(Integral Image) 34
3. 영상 축소(Image resize) 36
4. 윈도우 기본 크기 저장 38
5. 얼굴 영역 검출 41
6. 데이터 길이 감소 방법 42
V. FPGA 검증방법과 결과 44
1. testbench 구조 46
2. 기능 검증 47
3. RTL 시뮬레이션 검증 47
4. FPGA 시뮬레이션 검증 49
5. post_simulation 검증 50
6. Chip scope simulation 검증 51
7. FPGA 합성 결과 52
8. FPGA 출력 결과 53
VI. 결론 54
참고문헌 55
표 2.2.1. I2C 데이터 표현 요소 15
표 3.1.1. Camera_main 입/출력 핀 23
표 3.2.1. I2C 입/출력 핀 25
표 3.3.1. Ycbcr2rgb 입/출력 핀 27
표 3.4.1. Vga_driver 입/출력 핀 29
표 3.5.1. width_mapper 입/출력 핀 31
표 3.5.2. X_mapper 입/출력 핀 31
표 3.5.3. Y_mapper 입/출력 핀 31
표 3.6.1. 입력 영상 메모리 32
표 3.6.2. test 영상 메모리 32
표 4.3.1. 영상 축소 계산과 결과 37
표 4.4.1. 480x272 영상에 대한 사이클 계산 39
표 4.4.2. 1920x1080 영상에 대한 사이클 계산 39
표 5.1. RPS-3000 보드 구성 요소 44
그림 2.1.1. 하드웨어 전체 구조 및 데이터 흐름도 12
그림 2.2.1. I2C 통신방식의 구조 14
그림 2.2.2. I2C 데이터 전송 방법 15
그림 2.2.3. I2C START 신호 변화 16
그림 2.2.4. I2C STOP 신호 변화 17
그림 2.2.5. I2C 통신 타이밍 구조 18
그림 2.3.1. FPGA TOP 모듈 19
그림 2.3.2. 영상신호의 관계 20
그림 3.1.1. Camera_main 입/출력 22
그림 3.2.1. I2C 입/출력 24
그림 3.3.1. Ycbcr2rgb 입/출력 26
그림 3.4.1. Vga_driver 입/출력 28
그림 3.5.1. XY_Width mapper 입/출력 30
그림 4.1.1. 특성벡터의 집합 33
그림 4.2.1. 얼굴인식 데이터 흐름도 34
그림 4.2.2. 적분 영상 처리의 데이터 흐름도 35
그림 4.3.1. 영상 축소 연산 과정 36
그림 4.3.2. 영상 축소 후 실제 화면 37
그림 4.4.1. 윈도우 기본 사이즈 이미지 추출 38
그림 4.6.1. 과부하를 통한 Module 연산 43
그림 5.1. RPS-3000 보드 45
그림 5.1.1. testbench 구조 46
그림 5.3.1. RTL 시뮬레이션 X,Y position 검증 결과 48
그림 5.3.2. RTL 시뮬레이션 LCD 출력 검증 결과 48
그림 5.3.3. RTL 시뮬레이션 inside 출력 검증 결과 48
그림 5.5.1. Post_simulation 동작 흐름도 50
그림 5.6.1. Chip Scope 검증 51
그림 5.6.2. 실시간 Chip Scope 검증 51
그림 5.7.1. 합성 결과 52
그림 5.8.1. LCD 출력결과 53
그림 5.8.2. 내부 하드웨어 동작 후 LCD 출력 결과 53