2.5.2 膨脹處理器

　　參考文獻[8]中膨脹處理器的設計方法是：從3×3窗口讀取的數(shù)據(jù)w11、w12、w33…w33中，挑出數(shù)值最大的元素并把它輸出，采用兩兩比較排序算法，共需要12級比較。由于多級比較器的傳輸遲滯，最大工作頻率受到限制。

　　本系統(tǒng)中將多種子呈多條水平線分布，種子值為1，待填充區(qū)域為0，結(jié)構(gòu)元素的w22在滑動時，只與0或1比較，比較結(jié)果若為1，則直接實現(xiàn)8鄰域填充。這一方法簡化了比較過程，提高了系統(tǒng)帶寬和處理速度。在填充區(qū)域為320×480像素時，其最大工作頻率可以達到80.12MHz(而參考文獻[8]在填充區(qū)域為120×120像素時，其最大工作頻率為62.751MHz)，加速效果比較明顯。

　　2.5.3 位置計數(shù)器

　　位置計數(shù)器根據(jù)行、列位置標志來確定滑動窗口(結(jié)構(gòu)元素)在圖形數(shù)據(jù)陣列中的位置。圖形邊界根據(jù)位置計數(shù)器的值查表得到，邊界判斷比較迅速。

　　圖形填充模塊的狀態(tài)遷移圖如圖5所示。本設計根據(jù)需要設定了六個狀態(tài)：Idle、ReadFIFO、Comp、WriteR-AM、Boundary、Bd_P。這六個狀態(tài)根據(jù)窗口位置是否有種子而進行轉(zhuǎn)換，從而完成圖形填充。

　　以上描述中，結(jié)構(gòu)元素與種子比較、像素點的填充、邊界判斷等內(nèi)容可有多種表達算法，特別是種子預置、邊界判斷和邊界填充，有待進一步研究。

3 仿真及實驗結(jié)果

　　圖6是仿真和實驗結(jié)果。圖6(a)是圖形分層雙緩存交替切換、圖形填充、圖形合成和多通道DMA像素引擎的時序仿真圖；圖6(b)是實驗結(jié)果圖。對800×600的屏，刷新率可達47.6Hz，即21ms／幀；對320×480的區(qū)域，填充一次約花費2.86ms。

　　本文提出的基于儀器總線和擴展總線的高速陣列信號處理板的整體設計模式，具有較強的圖形處理和數(shù)據(jù)吞吐能力�；�于硬件加速的PFD圖形顯示設計，提高了PFD圖形生成和顯示的實時性及可靠性，也顯著提高了圖形質(zhì)量，使顯示畫面更加逼真。經(jīng)設計和部分調(diào)試表明：該方案具有較好的工程實用性和易擴展性。