作为斜拉桥主要受力构件的桥梁缆索，由于其长期暴露在大气之中，表面会受到严重的破坏。因此对桥梁缆索表面缺陷进行检测至关重要。目前国内的人工检测方法费时费力、安全隐患大，因此，迫切需要研制一种智能型桥梁缆索表面缺陷检测系统。
1 系统总体硬件设计及工作原理
德州仪器公司(TI)推出的TMS320DM642(简称DM642)是专门用于数字媒体应用的TMS320C6000家族中性能最高的定点DSP（最高工作频率可达720 MHz，处理能力可达5 760 MIPS），具有极强的单核处理能力以及高度的灵活性和可编程性。该芯片除了极强的处理能力外，还具有两级高速缓存L1 Cache和L2 Cache；64 bit的EDMA控制器，负责片内L2Cache与其他外设之间的数据传输； 64 bit EMIF(外部存储器接口)可以方便地与SDRAM、FLASH和UART实现无缝连接；3个视频专用端口(VP0、VP1、VP2)，可分别配置为2路，最多可实现6路视频采集；支持PCI、HPI、IIC和EMAC（以太网），通信便利。其视频的编解码均支持NTSC/PAL制式，适用于音视频数据的采集和传输、图像处理、机器视觉、多媒体通信应用等高速运算领域[1，2]。
基于DM642的桥梁缆索表面缺陷检测系统主要由以下几大模块组成：图塑封电感器像采集模块、数据及程序存储模块、图像处理模块、图像传输模块、系统控制模块以及接收模块等。其主要硬件组成为：3路CCD摄像头、3个图像采集的A/D转换芯片SAA7113、高速图像采集及处理的DSP芯片DM642、图像数据存储器SDRAM、程序存储器FLASH、系统控制模块CPLD芯片EPM3电子电感器128A、网络化传输芯片LXT971A、地面接收机（PC）以及其他功能模块等。其硬件框图如图1所示。
系统工作原理为：3路模拟视频经图像传感器（CCD）输入，经过3路A/D转换芯片SAA7113转换为数字信号，经过核心芯片DM642的视频输入口(VP0、VP2)进入DM642的FIFO(先入先出缓存器)，再传输到DM642片外的同步动态存储器中；通过DM642的压缩编码经以太网口(EMAC)以及物理层收发芯片LXT971A传输到地面服务器(PC)。PC机接收到图像数据后，便进行图像的解码，并在屏幕上显示，通过图像处理算法实现缺陷检测。
本系统选用ALTERA公司MAX3000S系列中的CPLD芯片EPM3128A进行控制。CPLD与DM642、SAA7113、LXT971A、SDRAM、FLASH之间均使用通用可编程的I/O口相连，进行图像采集控制、图像数据的重抽样、地址译码、图像传输控制等，以满足本系统时序复杂、逻辑控制精确、可靠采集和传输等要插件电感器求。
1.1 图像采集模块
由于缆索表面近似为圆柱形，系统中沿缆索机器人均匀布置3个CCD(每个CCD之间的夹角为120°)采集同一时刻缆索表面一周的图像。而DM642配置有3个专用的视频端口，每个端口可分别配置为2个通道，最多可实现6路视频的采集，故能满足本系统的要求。
为了同时支持3路视频信号的采集，本系统中DM642的视频口0（VP0）分成A、B 2个通道，分别作为2个8 bit的视频输入接口；视频口2（VP2）选用A通道作为8 bit的视频输入口，这样便实现了3路视频信号的采集。
系统的图像采集模块主要由：3路视频输入、3路视频A/D转换芯片SAA7113、视频端口的FIFO、I2C总线、同步动态存储器组成。
经摄像头(CCD)输出3路复合视频信号(CVBS)，采用SAA7113专用视频解码芯片完成视频信号解码和转换功能[3，4]。在数字化过程中，由DM642的I2C总线进行控制，其输出格式可由I2C初始化其寄存器来设置。由于DM642的视频输入口只能接收标准的BT656-YUV4:2:2（8 bit）信号,故在I2C初始化时设置SAA7113的数字化输出格式为BT656的格式，可通过写IIC的寄存器来实现。进入视频端口共模电感的数据通过CPLD进行数据格式的转换(Y:U:V 4:2:2转换为4：2：0)，当内部FIFO缓存器满时，产生中断，DM642通知EDMA（增强直接存储器存取）控制器通过EDMA方式将图像数据存储到SDRAM(同步动态存储器)中。
由于DM642的视频口VP0分成2个8 bit的通道A、B，所以SAA711模压电感器3和DM642的连接方式只能采用最简连线的BT656的方式，即不需要水平、垂直、场同步信号线。图2所示为VP0端口的一路视频输入电路图，其他2路与该路基本相同。
其中：输入视频经过J5接口的信号线3、上拉电阻(18 Ω)以及电容(47 nF)，与SAA7113的模拟输入端AI22直接相连；VP0[0-7]为SAA7113的数据输出管脚,与DM642视频口0中的VP0D[2-9]管脚相连；时钟同步信号LLC与DM642视频口0的VP0CLK0相连；SCL和SDA作为I2C接口的时钟线和数据线，分别与DM642的I2C总线接口的时钟和数据线SCL0、SDA0相连；TRST作为复位信号与DM642的复位信号RESET相连；XTAL与XTAL1的管脚间接24.576 MHz的晶振，在VDDA1管脚上提供+3.3 V的电压供电，供芯片正常工作。
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