I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9 ,   pp .   513 ~ 522   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 4 .i 2 . pp 513 - 522             513       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   Im p l e m e n t a t i o n   o f   a   c a m e r a   s y st e m   u si n g   n i o s II   o n   t h e   a l t e r a   D E 2 - 7 0   b o a r d       C h an   B o o n   C h e n g,   A s r a l   B ah a r i   Jam b e k     S c hoo l   o f   M i c r o e l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   P e r l i s ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e S e 25 ,   2 018   R e v i s e N o v   26 ,   2018   A c c e pt e J a n   28 ,   201 9       T he   i m pl e m e nt a t i o o f   a   c a m e r a   s y s t e m   w i t a   f i e l pr o g r a m m a bl e   g a t e   a r r a y   ( F P G A )   i s   a i m po r t a n t   s t e w i t h i r e s e a r c t o w a r ds   c o ns t r uc t i ng   a   v i de o   pr o c e s s i ng   a r c hi t e c t u r e   de s i g ba s e o F P G A .   T hi s   pa p e r   p r e s e n t s   t h e   de s i g a nd   i m p l e m e nt a t i o o f   a   c a m e r a   s y s t e m   us i ng   t h e   N i o s   I I   s o f t - c o r e   e m be dd e p r o c e s s o r   f r o m   A l t e r a .   T he   p r o po s e c a m e r a   s y s t e m   i s   a   f l e x i b l e   pl a t f o r m   f o r   t he   i m p l e m e nt a t i o o f   o t he r   s y s t e m s   s uc a s   i m a g e   pr o c e s s i ng   a nd  v i d e o   pr o c e s s i ng .   T he   s y s t e m   a r c hi t e c t u r e   i s   d e s i g ne u s i ng   t h e   Q ua r t u I I   S O P C   B ui l de r   S y s t e m   a nd   i m p l e m e nt e o a A l t e r a   D E 2 - 70  d e v e l o pm e nt   pl a t f o r m .   T he   i m a g e   o r   v i de o   i s   c a pt ur e u s i ng   a   T e r a s i c   T R D B - D 5M   c a m e r a   a nd  s t o r e i n t o   t w o   di f f e r e nt   s y nc hr o n o us   d y na m i c   r a ndo m   a c c e s s   m e m o r i e s   ( S D R A M )   us i ng   a n   S D R A M   C o nt r o l l e r .   T h e   s p e c i f i c a t i o ns   o f   t he   T e r a s i c   T R D B - D 5M   a nd  S D R A M   a r e   e xa m i ne t o   c o nf i r m   t ha t   t h e   r e c o r de d   a nd  s t o r e da t a   m a t c h.   T h e   r e s ul t s   o f   t hi s   e xp e r i m e n t   s ho w   t ha t   t he   s y s t e m   i s   a bl e   t o   r e c o r a n s t o r e   da t a   c o r r e c t l y   i nt o   S D R A M .   T h e   d a t a   i t he   S D R A M   c o r r e c t l y   d i s pl a y s   t he   r e c o r de i m a g e   o n   a   V G A   m o ni t o r .   Ke y w or ds :   C y c l o n   II   E P 2C70   F P G A   S D R A M   c o n t r o l l e r   S O P b ui l de r   T e ra s i c   T R D B - D 5M   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   Cha B oo n   C h e n g ,     S c h o o l   of   M i c r o e l e c t r o n i c   E n g i n e e r i ng,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   P e rl i s ,   P e r l i s ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   c ha n b c 91@ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   i m p l e m e nt a t i o n   o f   a   c a m e ra   s y s t e m   i s   i m po rt a nt   f o r   F P G A - b a s e pr o c e s s i n a ppl i c a t i o n s ,     a n e s pe c i a l l y   fo r   v i de o   pr o c e s s i n g .   T h e   de s i g n   o f   a n   a r c h i t e c t ur e   f o r   a   c a m e r a   s y s t e m   i s   m a j o r   s t a ge   i n   t h e   f ur t h e r   de v e l o pm e n t   o a   v i de o   pr oc e s s i n s y s t e m   o n   a n   F P G A   pl a t f o r m   [1].   A n   i nt e l l i ge nt   c a m e ra   s y s t e m   m a y   be   i m pl e m e n t e o n   a n y   r e a l - l i f e   v i de o   pr o c e s s i n g - b a s e de s i g n .   T h e   p r o po s e s y s t e m   i s   i m pl e m e nt e o n   t h e   A l t e ra   D E 2 - 70  de v e l o pm e n t   pl a t f o r m   [2 ,   3],   a nd  t h e   A l t e r a   Cy c l o n e   II  2C70  F P G A   de v i c e   i s   t h e   c o r e   o t h e   s y s t e m .   T h e   r o l e   o f   t h e   C y c l o n e   II  2C70  F P G A   i s   a s   a   p l a t f o r m   f o r   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i g n   o f   t h e   c a m e ra   s y s t e m .   In  o r de r   t o   m a ke   f ul l   us e   of   t h e   Cy c l o n e   II  2C70  F P G A ,   t h e   Q u a r t us   II  s y s t e m   o n   pr o g r a m m a b l e   c hi (S O P C)  b ui l de r   w a s   us e a s   t h e   m a i s o f t w a r e   f o r   a r c h i t e c t u r e   de s i g [3 - 5].     T h e   p r o po s e c a m e r a   s y s t e m   m a ke s   us e   of   a n   e xt e rn a l   pe r i ph e r a l   de v i c e ,   t h e   T e ra s i c   M e ga   P i xe l   D i gi t a l   C a m e ra   (T R D B - D 5M ).   T h e   o ut put   da t a   o f   t h e   T RD B - D 5M   i s   i n   r a w   fo r m a t   [6] ,   a n n e e ds   t o   b e   c o n v e r t e t o   R G B   fo r m a t   t o   r e duc e   t h e   c o m pl e xi t y   of   da t a   s t o r a ge   a n p r o c e s s i n a ppl i c a t i o n s .   T h e   R G c o n v e r s i o n   o f   c a pt ur e v i de o   f o r   f ur t h e r   p r o c e s s i n o r   s t o r a ge   i s   w e l l - u n de r s t o o i v i de o   pr o c e s s i n a ppl i c a t i o n s   [7] .   T h e   f ul l   r e s o l ut i o f ra m e   ra t e   o f   t h e   T R D B - D 5M   Ca m e r a   i s   up  t o   15  f ra m e s   pe r   s e c o n (F P S ),   a nd  t h e   i m a ge   c a pt u r e   f ra m e   r e s o l ut i o n   i s   up   t o   25 92* 1944  p i x e l s   [ 6,   8] .   S D R A M   pl a y s   a i m po rt a nt   r o l e   i t h e   de s i g o f   t h e   c a m e r a   s y s t e m   [9].   T h e   A l t e r a   D E 2   b o a r c o n t a i n s   a n   S D R A M   c h i t h a t   c a n   s t o r e   M by t e s   of  da t a ,   i n   w h i c h   t h e   m e m o r y   i s   o r ga n i z e i nt o   1M   16   b i t s   b a n ks .   I n   o r de r   t o   a c c e s s   t h e   S D R A M   Ch i p,   a n   S D R A M   c o n t r o l l e r   c i r c ui t   i s   n e e de w h i l e   w o r ki n o n   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i g n   o f   t h e   c a m e r a   s y s t e m .   T hi s   S D R A M   c o n t r o l l e r   c i r c u i t   ge n e r a t e s   s i g n a l s   w h i c h   c a Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     513     5 22   514   c o m m uni c a t e   w i t h   t h e   S D R A M   c h i w h e n   r e c e i v i n r e a d   o r   w r i t e   i n s t r uc t i o n s   f r o m   t h e   Cy c l o n   II  2C70   pr o c e s s o r   [2 ,   10].   A r c h i t e c t ur e   i s   t h e   m o s t   i m po r t a n t   p a r t   o f   a   c a m e r a   s y s t e m   de s i g n   [11] ,   a n e rr o r s   i n   de s i g n   o r   s i m ul a t i o n   w i l l   gi v e   ri s e   t o   m a j o r   o m i n o r   e rr o r s   a t   t h e   s u b s e que n t   c o m pi l a t i o n   s t a ge .   F i gu r e   p r e s e n t s   a   t y pi c a l   b l oc di a g r a m   o f   t h e   a r c h i t e c t u r e   de s i g n   f o r   t h e   p r o po s e s y s t e m .   T h e   us e i s   a b l e   t o   de b ug  t h e   pr o g r a m   i n   C / C+ +   l a n gu a ge   us i n t h e   N i o s   II  S of t w a r e   B ui l T o o l   fo r   E c l i ps e   [1,   3 ,   5,   1 2]  a n t o   dow n l o a t h e   i n s t ruc t i o n s   i nt o   t h e   N i o s   II  pr o c e s s o r   t hr o ugh   t h e   j o i n t   t e s t   a c t i o n   gr o up - u ni v e r s a l   a s y n c hr o n o us   r e c e i ve r   t r a n s m i t t e r   (J T A G - U A R T c o r e .   T h e   v i de o   c a pt u r e by   t h e   T R D B - D 5M   c a m e r a   i s   c o n v e r t e i n t o   R G fo r m a t   a n s t o r e i t h e   S D R A M   Chi t hr o ug h   t h e   c a m e ra _i f   c o n t r o l l e r   a n t h e   S D R A M   c o n t r o l l e r .   In s t r uc t i o n s   f o r   w r i t i ng  f r o m   t h e   N i o s   II  p r o c e s s o r   a l l o w   t h e   S D RA M   c o n t r o l l e r   t o   c a rr y   o ut   w r i t i n g   o f   t h e   r e c o r de da t a   t o   t h e   S D R A M   C h i p.   T h e   da t a   c o rr e c t l y   s t or e i n   S D R A M   i s   a b l e   t o   di s pl a y   t h e   r e c o r de i m a ge   o n   a   V G A   m o n i t o r   [13,   16] .   A   m o r e   de t a i l e e xpl a na t i o n   o t h e   c o m m uni c a t i o n   b e t w e e n   t h e   T R D B - D 5M   a n d   t h e   S D R A M   c h i p   w i l l   b e   di s c us s e i n   S e c t i o 3 .           F i gu r e   1 .   T y pi c a l   b l o c di a g r a m   o f   t h e   a r c h i t e c t u r e   de s i g f or  t h e   p r o po s e s y s t e m       In   t h i s   a r t i c l e ,   s e v e r a l   m e t h o ds   fo r   t h e   de s i g n   o f   c a m e ra   s y s t e m   a r c h i t e c t ur e s   a nd  a p pl i c a t i o n s   a r e   s ur v e y e d.   T h e   a r c h i t e c t ur e   de s i g n   a n a ppl i c a t i o n s   e xa m i n e a r e   a s   f o l l ow s :   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   a   s m a r t   c a m e ra   s y s t e m   o n   X i l i n x   V S K   pl a t f o r m   [ 9] ,   t h e   i m pl e m e nt a t i o n   o f   a n   o pe n   i m a ge   p r o c e s s i n s y s t e m   o n   t h e   A l t e ra   D E 2 - 70  b o a r [ 8] ,   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   a   s m a r t   c a m e ra   o n   t h e   A l t e r a   S t r a t i E P 1S 60F 102 0C7    de v i c e   [1] ,   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o a   c a m e r a   s y s t e m   c o n t r o l l e f r o m   a n   L CD   t o uc h   pa n e l   o n   a n   A l t e r a   D E 2   bo a r [ 14] ,   a n a   r e a l - t i m e   e dge   de t e c t o r   i m p l e m e nt a t i o n   o n   F P G A   [15] .   I n   S e c t i o 2 ,   t h e   de s i g n   o f   t h e s e   a r c hi t e c t u r e s   a n t h e   a pp l i c a t i o n   o f   e xi s t i ng  m e t h o ds   a r e   di s c us s e d.   T h i s   s e c t i o n   e n ds   w i t h   a   c o m pa ri s o n   b e t w e e n   t h e   pr o s   a n c o n s   o f   e xi s t i ng  m e t h o ds   fo r   a r c h i t e c t ur e   de s i g n .   I S e c t i o n   3 ,   a   de t a i l e de s c r i p t i o n   i s   gi v e n   o f   t h e   pr o po s e i m pl e m e n t a t i o n   f o r   a   c a m e ra   s y s t e m .   S e c t i o n   4   de s c r i b e s   t h e   o ut c o m e   of   t h e   de s i g n   i t e rm s   o f   t h e   f l ow   of   da t a   c o n v e r s i o a nd  s t o r a ge .       2.   LI TER A TU R R EV I EW   T h e   de s i gn   o f   c a m e r a   s y s t e m   a r c h i t e c t u r e   pl a y s   a n   i m po rt a nt   r o l e   i n   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   a   v i de pr o c e s s i n a pp l i c a t i o n   o n   F P G A .   A n   i n t e l l i ge nt   a r c hi t e c t u r e   de s i gn   i s   a b l e   t o   r u n   pe r f e c t l y   o n   a n y   pr o c e s s i n g   i m p l e m e nt a t i o n   o f   t h e   c a m e ra   s y s t e m .   T h e   r e s e a r c o n   a n   F P G A - b a s e s m a r t   c a m e ra   i m p l e m e nt a t i o pr e s e nt e by   t h e   a ut h o r   i n   [ 1]  p r o v i de s   a n o t h e r   r e f e r e n c e   fo r   t h e   us e   o a n   A l t e ra   pl a t f o r m .   T h e   A l t e ra   S t r a t i x   E P 1S 60F 1020C p l a y s   a   m a j o r   r o l e   i n   t h i s   s y s t e m .   T h e   s u b - m e m o r y   i s   10  M b   o f   S R A M ,   w h i l e   t h e   m a j o r   da t a   s t o ra ge   de v i c e   i s   64  M b   o f   S D R A M .   A   s m a rt   c a m e ra   L U P A - 4000  w i t h   a n   i m a ge   s e n s o o f   M pi xe l s   i s   t h e   c urr e n t   c a m e r a   c o n f i gu r a t i o n .   T h e   c o m m u n i c a t i o b e t w e e n   s m a rt   c a m e r a ,   S S R A M ,   S D R A M   a n h o s t   c o m put e r   i s   s h o w n   i F i g u r e   2 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   a   c am e r a   s y s t e m   us i ng   ni os   II  on  t h e   a l t e r a   D E 2 - 70  boar ( Chan   B oon   Che ng )   515       F i gu r e   2 .   Co m m u n i c a t i o n   b e t w e e n   s m a rt   c a m e ra ,   S S R A M ,   S D R A M   a n d   h o s t   c o m put e r       In   [8] ,   t h e   a ut h o de s c r i b e t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   a n   o pe n   i m a ge   p r o c e s s i n s y s t e m   o n   t h e   F P G A   pl a t f o r m ,   us i n t h e   A l t e ra   D E 2 - 70  a s   t h e   c h o s e n   de v e l o pm e n t   pl a t f o r m .   T h e   T R D B - D 5M   c a m e r a   a n d   t h e   4. 3"   U l t r a - hi g h   R e s o l ut i o n   L CD   T o uc h   P a n e l   ( T R D B - L T M )   a r e   i m po r t a n t   e xt e rna l   pe r i p h e ra l s   c o m pl e t i ng  t h e   r e s e a r c h .   T h e   c a m e ra   s ub - s y s t e m   c o r e   i n   t h i s   pa pe r   p rov i de s   a   g oo r e fe r e n c e   fo r   t h e   c urr e n t   c a m e ra   i m p l e m e nt a t i o n .   T h e   p r o po s e c a m e r a   s ub - s y s t e m   i s   a b l e   t o   pr o duc e   a   24 - b i t   R G i m a ge   f r a m e   w i t h   a   r e s o l ut i o n   o f   640x480  pi xe l s .   S D R A M   i s   us e a s   t h e   m a j o r   da t a   s t o ra ge   de v i c e   fo r   t h e   c a pt u r e i m a ge s   o r   v i de o   f o r   f ur t h e r   p r o c e s s i n a nd  di s p l a y .   F i gur e   s h o w s   t h e   de s i gn   o f   t h e   c a m e r a   s ub - s y s t e m   pr o po s e b y   t h e   a u t h o r.             F i gu r e   3 .   D e s i g o f   t h e   c a m e r a   s ub - s y s t e m   pr o po s e by   t h e   a ut h o r       T h e   a ut h o r   o f   [9]   h a s   p r o po s e a n   F P G A - b a s e s m a r t   c a m e ra   s y s t e m ,   w h i c h   i n v o l ve s   t h e   t w i m po rt a nt   f e a t u r e s   of  a   pa n - t i l t - z o o m   (P T Z C a m e ra   a n a   S pa rt a n - 3A   D S P - b a s e X i l i n V S K   pl a t f o r m .   D D R 2.   T h e   m a j o r   da t a   s t o r a ge   de v i c e   fo r   s t o r i ng  a n e xt ra c t i n f ra m e s   i s   S D R A M .   F i g u r e   s h o w s   t h e   b l o c k   di a g ra m   f o r   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i g p r o po s e by   t h i s   a u t h o r.     T h e   a r c hi t e c t u r e   o f   t h e   c a m e r a   s ub - s y s t e m   de s i gn   p r e s e n t e d   i n   [ 14]   p r o v i de s   a n o t h e r   r e f e r e n c e   fo r   t h e   c urr e n t   c a m e r a   i m p l e m e n t a t i o n .   A L CD   t o uc h   p a n e l   s u b - s y s t e m   i s   a   f ur t h e r   e xt e rna l   pe r i p h e ra l   us e t di s pl a y   t h e   c a pt u r e i m a ge .   J T A G - U A R T   i s   us e t o   t r a n s f e r   d a t a ,   a n t h e   m a i n   F P G A   de v i c e   i s   t h e   A l t e ra   D E 2.   T h e   c a m e r a   c o nt r o l l e r,   S D R A M   c o n t r o l l e r   a nd  L CD   t o uc h   pa n e l   c o nt r o l l e r   a r e   r e s po n s i b l e   fo r   c o m m uni c a t i o n   b e t w e e n   t h e   F P G A   bo a r d,   i nt e rn a l   de v i c e s   a n e xt e rna l   pe r i p h e ra l   de v i c e s .   F i gur e   s h o w s   t h e   pr o po s e a r c h i t e c t u r e   de s i gn   o f   t h e   f ul l   s y s t e m .   T h e   c a m e r a   s ub - s y s t e m   i n   t h i s   p r o po s e m e t h o c a pt ur e s   t h e   i m a ge   f r o m   t h e   CM O S   i m a ge   s e n s o r,   w hi c t h e n   u n de r go e s   s o m e   pr o c e s s i n b e fo r e   b e i n g   s t o r e i nt o   S D R A M .   F i gu r e   6   s h o w s   t h e   b l o c di a g ra m   o f   t hi s   p r o po s e d   c a m e r a   s ub - s y s t e m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     513     5 22   516       F i gu r e   4 .   B l o c di a g r a m   f o r   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i g p r o po s e d   by   t hi s   a ut h o r             F i gu r e   5 .   P r o po s e a r c h i t e c t u r e   de s i g n   o f   t h e   f ul l   s y s t e m     F i gu r e   6 .   B l o c di a g r a m   o f   t h i s   p r o po s e c a m e r a   s ub - s y s t e m       In  [15] ,   t h e   a u t h o p r o po s e a   r e a l - t i m e   i m pl e m e n t a t i o n   f o e dge   de t e c t i o n   us i ng  F P G A .   A   CM O S   c a m e ra   w a s   c h o s e n   t o   c a pt u r e   i m a ge s   i n   r e a l   t i m e   a nd  pe r f orm   f urt h e r   p r o c e s s i n s t e ps .   T h e   S o be l ,   P r o w i t t ,   Ro be r t   a nd  Co m pa s s   e dge   de t e c t i o n   a l go r i t hm s   w e r e   s t udi e d   a n i m p l e m e n t e i t hi s   de s i g n .   T h e   M i c r o b l a s e   R IS pr o c e s s o r   w a s   us e a s   t h e   m a i n   p r o c e s s i n u ni t ,   a n a   D V di s pl a y   w a s   us e a s   a n o t h e r   e xt e rna l   pe r i p h e ra l   f o r   di s pl a y i n t h e   o ut c o m e   of   pr o c e s s i n g.   T h e   de s i gn   o f   t h i s   a r c h i t e c t u r e   i n c l ude L E D R   P IO ,   pu sh - b ut t o n   a n s w i t c h   P IO   a n o t h e r   s y s t e m   pe r i p h e ra l s .   F i gu r e   s h o w s   t h e   de s i g n   o f   t h e   s y s t e m   a r c hi t e c t u r e .   T a b l e   s h o w s   a   c o m pa ri s o n   b e t w e e n   t h e   i m p l e m e nt a t i o n s   o c a m e ra   s y s t e m s   o n   F P G A .   E a c h   o f   t h e   pr o po s e m e t h o ds   i n v o l ve s   a n   e xt e rn a l   pe r i p h e ra l   c a m e ra   a nd  F P G A .   T h e   di f f e r e n t   t y pe s   of   o ut put   de pe n o n   t h e   r e l e v a nt   F P G A .   A l l   o f   t h e s e   m e t h o ds   ha v e   t h e   c o m m o n   f e a t ur e   o f   c o l l e c t i ng  v i de o   f r a m e s   us i n a e xt e rn a l   pe r i p h e r a l   c a m e ra   a n s t o r i n t h e s e   i nt o   a   m e m o r y   de v i c e   fo r   di s pl a y   o r   f ur t h e r   p r o c e s s i n g.     T h e   v a r i o us   de ve l o pm e n t   pl a t f o r m s   c o n t a i n   d i f fe r e nt   t y p e s   of   m e m o r y   d e v i c e   fo r   da t a   s t o ra ge .   F o r   e xa m p l e ,   t h e   X i l i nx  V S K   us e s   D D R S D RA M   f o r   v i de o   f r a m e   s t o r a ge ,   w hi l e   t h e   A l t e r a   D E a nd  D E 2 - 70  us e   S D R A M   fo r   v i de o   f r a m e   s t o ra ge .   T h e   A l t e ra   S t ra t i x   us e s   b o t S R A M   a n d   S D R A M   t o   s t o r e   v i de o   f r a m e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   a   c am e r a   s y s t e m   us i ng   ni os   II  on  t h e   a l t e r a   D E 2 - 70  boar ( Chan   B oon   Che ng )   517       F i gu r e   7 .   D e s i g o f   t h e   s y s t e m   a r c hi t e c t u r e       T a b l e   1 .   Co m p a r i s o b e t w e e n   t h e   Im p l e m e n t a t i o n s   of  Ca m e ra   S y s t e m s   o n   F P G A   F e a t u r e s   [1 ]   [8 ]   [9 ]   [1 4 ]   [1 5 ]   Y e a r   2007   2015   2013   2009   2011   D e v e l o p m e n t   P l a t f o r m   A l t e ra   S t ra t i x   A l t e ra   D E 2 - 70   X i l i n x   V S K   A l t e ra   D E 2   M i c ro b l a z e   RI S C   P ro c e s s o r   Ca m e ra   4 M p i x e l s   L U P A - 4000   T RD B - D 5 M   Ca m e ra   P T Z   Ca m e ra   T RD B - D 5 M   Ca m e ra   CM O S   Ca m e ra   D i s p l a y   D e v i c e   V G A   M o n i t o r   T RD B - L T M   L CD   V G A   M o n i t o r   T RD L T M   L C D   D V I   D i s p l a y   M e m o r y   U s a g e   S R A M   &   S D R A M   S D R A M   D D R2   S D R A M   S D R A M   L i n e   Bu ffe r   O u t p u t   D i s p l a y   S i z e   6 4 0 * 4 8 0   6 8 0 * 4 8 0   7 5 2 * 5 8 2   6 4 0 * 4 8 0   7 2 0 * 4 8 0   D a t a   P r o c e s s i n g   W i n d o w - Ba s e   P ro c e s s i n g   Im a g e   P r o c e s s i n g   H W   P r o c e s s i n g   N o t   S t a t e d   Im a g e   P r o c e s s i n g   S o ft w a re   N o t   S t a t e d   Q u a rt u s   II,   N i o s   II   S BT   f o r   E c l i p s e   IS E ,   E D K ,   S D K   X i l i n x   T o o l s   N o t   S t a t e d   N o t   S t a t e d   L a n g u a g e   V H D L ,   C / C+ + ,   A s s e m b l e r   H D L ,   V H D L ,   C/ C+ +   N o t   S t a t e d   C/ C+ +   N o t   S t a t e d   S p e c i a l   F e a t u re s   N o t   S t a t e d   S e l e c t i o n   M o d e   D i s p l a y   N o t   S t a t e d   A d j u s t a b l e   E x p o s u r e   T i m e   R e g i s t e r   E d g e   D e t e c t i o n       T h e   s e l e c t i o n   m o de   di s pl a y   de s c r i b e i n   [8]   i s   a n   e xt ra   f e a t ur e   t ha t   a l l o w s   s w i t c h i n b e t w e e n   di f fe r e nt   m o de s   o i m a ge   p r o c e s s i n g .   T h e   p r o c e s s i n m o de   i n c l ude s   n e ga t i v e   c o l o ur ,   e dge   de t e c t i o n ,     a   m e di a f i l t e r   a n d   a   s h a r pe c o n v o l ut i o n   f i l t e r.   T h e   F P G A - b a s e di gi t a l   c a m e r a   s y s t e m   pr o po s e i n   [14]   i n v o l ve s   t h e   s pe c i a l   f e a t ur e   o f   a n   a dj us t a b l e   e xpo s ur e   t i m e   r e gi s t e r.   T hi s   f e a t ur e   p r o v i de s   a dj us t a b l e   b r i g h t n e s s   f o r   di s pl a y   i m a ge   by   i n c r e a s i n o r   de c r e a s i ng  t h e   r e gi s t e r   v a l ue .   T h e   e dge   de t e c t i o n   pr o po s e d     i n   [15]  i s   a n o t h e r   i nt e r e s t i ng  f e a t ur e   t ha t   a l l o w s   t h e   de t e c t i on   o f   t h e   e dge s   of   a   c a pt ur e o bj e c t .   E a c h   o f   t h e   f e a t ur e s   l i s t e a b ov e   c a n   b e   i m p l e m e n t e a f t e t h e   i m p l e m e nt a t i o o f   t h e   c a m e r a   s y s t e m .   T h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   c urr e n t   c a m e ra   s y s t e m   i s   s ui t e t o   t h e   A l t e ra   D E 2 - 70  pl a t f o r m ,   due   t o   t h e   v a r i o us   t y p e s   of   l a n gu a ge   c h o s e n   t o   c a r r y   o ut   a r c h i t e c t u r e   de s i g n .   T h e   C/ C+ +   a l go r i t hm   de s i g n   i n   t h e   N i o s   II  S B T   f o r   E c l i ps e   a l l o w s   t h e   de s i gn   o f   v a r i o us   t y pe s   of  fun c t i o n   a nd  r u n   o n   t h e   A l t e ra   D E 2 - 7 b o a r d.     T h e   A l t e r a   D E 2 - 70  b o a r c o nt a i n s   b o t h   S D R A M   a n S S R A M   de v i c e s ;   S D R A M   i s   s ui t a b l e   fo r   t h e   s t o r a ge   of  pr o c e s s e v i de o   f r a m e s ,   w hi l e   S S R A M   i s   s ui t a b l e   fo r   s t o ra ge   of   t e m po r a r y   v i de o   f r a m e s   o r   i n s t ruc t i o n s .     T h e   a r c hi t e c t u r e   de s i gn   s t e i s   s i m p l e ,   a n i s   c a rr i e o ut   us i n t h e   Q s y s   f un c t i o n   i n   Q ua rt us   II  s of t w a r e .     T h e   c o m b i n a t i o n   of   V e r i l o a n Q s y s   a r c hi t e c t u r e   de s i gn s   s i m p l i f i e s   t h e   s e t t i n s t e fo r   t h e   pi n   pl a nn e r   a n d   c a m e ra _i f   s e t t i n gs .   T h e   c o m pl e t e   s y s t e m   de s i g n   i s   d i s c us s e i n   S e c t i o 4 .       3.   R ES EA R C H   M ET H O D   In   S e c t i o n   3 ,   t h e   e xi s t i ng  m e t h o ds   fo r   i m pl e m e n t a t i o n   o c a m e r a   s y s t e m s   a r e   di s c us s e d.   S e c t i o n   e xpl a i n s   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i g n   a n t h e   i m po r t a n t   pe r i p h e ra l s   us e i n   t h e   p r o po s e c a m e ra   i m pl e m e n t a t i o s y s t e m .   T h e   p r o po s e a r c h i t e c t u r e   de s i gn   i s   i m p l e m e nt e o n   t h e   A l t e ra   Cy c l o n e   II  2C70  F P G A   a n i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     513     5 22   518   i n t e r f a c e w i t h   a n   e xt e rn a l   pe ri p h e r a l ,   t h e   T R D B - D 5M .   T h e   i m po rt a nt   c o m po n e nt s   o f   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i gn  i n c l ude   a   N i o s   II  s of t - c o r e   pr o c e s s o r ,   o n e   Cy pr e s s   CY 7C 1380C  S S R A M ,   t w 32   M b   S D R A M s   w i t h   a S D R A M   c o n t r o l l e r,   a   J T A G - U A R T ,   a   R S - 232  s e ri a l   po rt   u n i v e r s a l   a s y n c hr o n o us   r e c e i v e r   t ra n s m i t t e (U A R T ),   a   t i m e r   m o dul e ,   a A v a l o n   b us ,   a   T R D B - D 5M   w i t h   a   c a m e r a _ i f   a n d   a   s y s t e m   ID   P e ri p h e r a l .     F i gu r e   8   s h o w s   t h e   b l o c di a g ra m   f o r   t h e   p r o po s e de s i gn   f or  t h e   i m pl e m e n t a t i o o f   t h e   c a m e ra   s y s t e m .             F i gu r e   8 .   B l o c di a g r a m   f o r   t h e   p r o po s e de s i gn  f o r   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   c a m e ra   s y s t e m       T h e   T R D B - D 5M   i s   t h e   m a j o r   e x t e rna l   pe ri p h e r a l   t ha t   c a rri e s   o ut   t h e   i m a ge   c a pt u r e   p r o gr e s s .     T h e   pi xe l   a rr a y   i n   t h e   T R D B - D 5M   c o n s i s t s   o a   2752 - c o l u m n   by   2004 - r o w   m a t r i o f   pi xe l s ,   a ddr e s s e b y   c o l um n   a n r o w .   T h e   o ut put   o f   t h e   pi xe l s   i s   i n   a   B a y e r   pa t t e rn  f o r m a t ,   c o n s i s t i n o f   fo ur   c o l o ur s ,   G r e e n1  (G 1),   G r e e n (G 2),   R e (R a n B l ue   ( B [6].   T h e   F R A M E _V A L ID   a nd  L IN E _V A L ID   s i gna l s   i n   t h e   T R D B - D 5M   i n di c a t e   t h e   bo un da ri e s   be t w e e n   t h e   f r a m e   a n t h e   o ut l i n e   o t h e   o ut put   i m a ge .   I n   o r de r   t o   c a pt u r e   a   v a l i i m a ge ,   F R A M E _V A L ID   a n L IN E _V A L ID   s i g n a l s   a r e   s e n t ,   a nd  v a l i i m a ge   da t a   i s   c a pt u r e d   a n s t o r e i nt o   S D R A M .   F i gur e   s h o w s   t h e   t h e o r e t i c a l   c om m u ni c a t i o n   b e t w e e n   F R A M E _V A L ID   (F V A L ),   L IN E _V A L ID   (L V A L a n d   S D R A M .             F i gu r e   9 .   T h e o r e t i c a l   c o m m u ni c a t i o n   b e t w e e n   F V A L ,   L V A L   a n d   S D R A M       T h e   p r o po s e a r c h i t e c t u r e   de s i gn   w a s   de v e l o p e us i n t h e   Q s y s   t oo l   f r o m   t h e   Q ua r t us   II  V e r s i o n   10. s o f t w a r e .   V e r s i o n   10 . o f   t h e   Q ua rt us   II  w a s   c h o s e n   ra t h e r   t h a V e r s i o n   13 . 0,   s i n c e   t h e   e xt e rna l   pe r i p h e ra l   T R D B - D 5M   pe r fo r m s   b e t t e r   i n   t h e   o l de r   v e r s i o n.   F i gu r e   10  s h o w s   t h e   i nt e r c o nn e c t i o n   o f   t h e   pr o po s e c a m e r a   s y s t e m   i n   t h e   Q s y s   t o o l .   T h e   s y s t e m   de s i g n   i s   b a s e o n   t h e   b l o c di a gra m   s h o w n   i   F i gu r e   8.   D u r i ng  t h e   s y s t e m   de s i g n ,   a   p h a s e - l o c ke l o o (P L L w a s   us e t o   ge n e ra t e   a   100   M H z   c l o c fo r   t h e   s y s t e m   a n d   100   M H z   pul s e   w i t h   a   65  de g r e e   p h a s e   s h i f t   f o S D R A M ,   w h i l e   50   M H z   c l o c pul s e s   w e r e   us e d   a s   t h e   s uppl y   fo r   t h e   P L L   m o dul e .     S S R A M   w a s   c h o s e n   a s   t h e   r e s e t   a nd  e xc e pt i o n   v e c t o r   f o r   t h e   N i o s   II  p r o c e s s o r   de s i g n,   i o r de r   t o   a v o i e xc e e di n b l o c l i m i t a t i o n s   i n   S i g na l T a II  w h e n   ge n e ra t i n t h e   w a ve fo r m   o S D R A M   da t a .     T h e   c a m e r a _i f   f un c t i o n   i n   t h e   Q s y s   t oo l   pe r fo r m s   a s   a   c om m u ni c a t i o n   b us   b e t w e e n   t h e   pr o c e s s o r   a n t h e   T R D B - D 5M   c a m e r a .   V e ri f i c a t i o n   f o r   t h e   po rt   o f   t h e   T R D B - D 5M   c a m e r a   w a s   c a rri e o ut   us i n V e r i l o c o di n a n t hi s   w a s   t h e n   i n c o r po r a t e i nt o   t h e   de s i g n   u n i t   i n   Q ua rt us   II  s of t w a r e .   T h e   ve r i f i c a t i o n   o t h e   po r t   e n a b l e s   t h e   T R D B - D 5M   t o   a c c e pt   a n s e n s i g n a l s ,   f r o m   a nd  t o   t h e   de v e l o pm e n t   pl a t f o r m ,   t hr o ug h   c a m e ra _i f .   F i gu r e   11  s h o w s   t h e   pa rt   o f   t h e   v e r i f i c a t i o n   c o de   i n v o l v i n po r t   de c l a ra t i o n s .   T h e   N i o s   II   pr o c e s s o r   i s   t h e   pr i m a r y   c o m po n e n t   i n   t h e   d e s i gn   o t h e   s y s t e m .   It s   r e l a t i v e l y   h i gh  pr o c e s s i n s pe e i s   a b l e   t o   a c c e l e r a t e   t h e   t a s k   gi v e t o   t h e   de ve l o pm e n t   p l a t f o r m .   T h e   N i o s   II  f ul l   v e r s i o s of t - c o r e   pr o c e s s o r   i s   c h o s e n   f o r   t hi s   s y s t e m ,   s i n c e   i t s   hi g h e s t   p r o c e s s i n s pe e i s   a pp r o xi m a t e l y   101   D hr y s t o n e   m i l l i o n   i n s t r uc t i o n s   pe r   s e c o n (D M IP S a t   10 M H z .   A   pus h - b ut t o n   G P IO   i s   a dde t o   t h e   Q s y s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   a   c am e r a   s y s t e m   us i ng   ni os   II  on  t h e   a l t e r a   D E 2 - 70  boar ( Chan   B oon   Che ng )   519   de s i gn,   w hi c i n c l u de s   s t a r t   a nd  s t o r e c o r di n f u n c t i o n s .   T h e   c a m e ra   b e gi n s   c a pt u ri n g   a n d   s a v e s   t h e   i m a ge   i n t o   S D R A M   w h e n   t h e   s t a rt   r e c o r di n pus h - b ut t o i s   t ri gg e r e d.   A t   t h e   s a m e   t i m e ,   t h e   G P IO   o f   t h e   s e v e n - s e gm e n t   L E D   di s pl a y   s h o w s   t h e   r u nni n g   t i m e   o f   t h e   r e c o r f un c t i o n.             F i gu r e   10 .   I nt e r c o nn e c t i o n   o f   t h e   p r o po s e c a m e ra   s y s t e m   i n   t h e   Q s y s   t o o l           F i gu r e   11 .   P a r t   o f   t h e   v e ri f i c a t i o c o de   i n v o l v i n g   po rt   de c l a r a t i o n s       T h e   c o m pl e t e   de s i gn   o t h e   c a m e ra   s y s t e m   w a s   g e n e ra t e us i n t h e   Q s y s   t oo l ,   a n t h e   qi f o r m a t   f i l e   w a s   a ut o m a t i c a l l y   g e n e ra t e i n   t h e   de s i g n   fo l de r .   T h e   V e ri l o fo r m a t   o t h e   c a m e ra   v e r i f i c a t i o n   a nd  qi p   fo r m a t   f i l e s   ge n e r a t e by   t h e   Q s y s   t oo l   w e r e   m a nua l l y   a dde i nt o   t h e   de s i g u n i t   o f   t h e   s y s t e m .     P i v e r i f i c a t i o n   o f   e a c h   o f   t h e   i n c l ude c o m p o n e nt s   w a s   c a rri e o ut   us i ng  t h e   pi n   pl a nn e r   i t h e   Q u a r t us   II   s of t w a r e .   T h e   e n t i r e   s y s t e m   w a s   c o m pi l e f o l l ow i n t h e   p i pl a nn e r   v e r i f i c a t i o n   p r o c e s s .   T h e   de s i g o f   t h e   c a m e ra   s y s t e m   a r c hi t e c t u r e   w a s   t h e n   l o a de t o   t h e   F P G A   bo a r t hr o ug h   t h e   pr o g r a m m e r   i n   Q ua rt us   II.     F i gu r e   12  s h o w s   t h e   c o m pl e t e s of   fo r m a t   f i l e   l o a de t o   t h e   F P G A   Bo a r d.   F i gu r e   13  s h o w s   t h e   i n i t i a l i z a t i o n   of   F P G A   bo a r d   a f t e up l o a di n g   o f   t h e   a r c h i t e c t ur e   de s i g n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     513     5 22   520       F i gu r e   12 .   Co m pl e t e s o f   fo r m a t   f i l e   l o a de t o   t h e   F P G A   b oa r d       F i gu r e   13 .   I ni t i a l i z a t i o o f   F P G A   bo a r d   a f t e up l o a di n g   o f   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i g n     4.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     In   t h i s   s e c t i o n ,   t h e   f l ow   of   pr o gr e s s   a n r e s ul t s   a r e   e xpl a i n e i n   de t a i l .   T h e   a r c h i t e c t u r e   de s i g n   us e s   a   p r o c e s s   of   s e ve r a l   s t a ge s   b e fo r e   us e r   t ri gge r s   t h e   r e c or d i n f u n c t i o n.   T h e   s t e ps   o f   t h i s   p r o c e s s   a r e     a s   f o l l ow s :   a)   R e s e t   t h e   s e v e n - s e gm e n t   L E D   b)   S e t up  s t a rt   a n d   s t o r e c o r di n g   b ut t o n s     c)   Ini t i a l i z e   t h e   T R D B - D 5M   c a m e ra   d)   M a n a ge   t h e   f l o w   o f   s t o r e da t a   i n t o   S D R A M   W h e n   t h e   a r c hi t e c t u r e   de s i gn   i s   do w n l o a de t o   t h e   A l t e ra   F P G A   b o a r d,   t h e   s e ve n - s e gm e nt   L E D   o n   A l t e ra   F P G A   B o a r i s   i n i t i a l i z e t o   z e r o ,   a s   s h o w n   i n   F i g ur e   12 .   T hi s   i ni t i a l i z a t i o n   o f   t h e   s e v e n - s e gm e n t   L E D   i s   i n   p r e pa r a t i o n   f o r   t h e   f ra m e   c o un t e r   f o r   v i de o   r e c or d i n g .   T h e   K e y   pus h - b ut t o i s   s e t   a s   t h e   s t a rt   r e c o r di n g   f un c t i o n,   w h i l e   K e y   i s   s e t   a s   t h e   s t o r e c o r di n f un c t i o n.   I ni t i a l i z a t i o o f   t h e   T R D B - D5 M   c a m e r a   i s   c a rr i e d   o ut   us i ng  V e r i l o c o di n g   t o   c o nn e c t   a n d   r e c e i ve   c om m a n ds   f r o m   t h e   N i o s   II  p r o c e s s o r .     W h e n   t h e   K e y   pus h - b ut t o n   i s   t r i gge r e d ,   a   s i g na l   o f   b i t   i s   s e n t   t o   t h e   N IO S   II  p r o c e s s o r .   T h e   N i o s   II  p r o c e s s o r   t h e n   s e n ds   a   s i g na l   t o   t h e   s e ve n - se gm e nt   L E D   t o   b e gi n   i n c r e m e n t i n t h e   v a l ue ,   w h i l e   t h e   T R D B - D 5M   c a m e ra   s t a r t s   t h e   r e c o r di n p r o c e s s .   R e c o r de v i de o   f r a m e s   a r e   c o n v e r t e i nt o   12 - b i t   s i g n a l   da t a   a s   o ut put   da t a   (o D A T A us i n c o m m o n - c o r e   da t a   w i r e   c a pt u r e   (CCD   c a pt u r e ).   S i n c e   pi xe l s   a r e   ge n e r a t e i n   ra w   fo r m a t   b y   t h e   T R D B - D 5M   c a m e r a ,   a   c o n v e r s i o n   s t e f r o m   r a w   t o   R G B   fo r m a t   i s   r e qui r e d.   T h e   o D A T A   f r o m   t h e   CCD   c a pt u r e   t h e r e f o r e   b e c o m e s   t h e   i n pu t   da t a   (i D A T A fo r   t h e   R A W 2R G B   c o n v e r t e r.     W h e n   t h e   da t a   c o n v e r s i o n   i s   c o m pl e t e ,   t h e   R A W 2 R G c on v e r t e r   ge n e ra t e s   t hr e e   t y pe s   of   12 - b i t   s i g n a l   d a t a   o ut put .   T h e s e   a r e   r e o ut put   da t a   (o R E D ),   g r e e n   o ut put   da t a   (o G R E E N a n b l ue   o ut put   da t a   (o BL U E ).   T h e   o ut put   of   t h e   R A W 2RG c o n v e r t e r   i s   s t o r e i n   t h e   S D R A M   de v i c e s   o n   t h e   A l t e r a   D E 2 - 70   F P G A   bo a r f o r   f ut ur e   pr o c e s s i n g .   S i n c e   a n   S D R A M   de v i c e   o n   t h e   A l t e ra   D E 2 - 70  F P G A   b o a r i s   a b l e   t s t o r e   16  b i t s   o f   da t a ,   t w o   S D R A M   de v i c e s   a r e   n e e de t o   s t o r e   t h e   t hr e e   t y p e s   o f   o ut put   da t a   o f   R A W 2R G Co n v e r t e r.   T h e   da t a   s t o r e i n t o   t h e   t w o   di ff e r e n t   S D R A M   de v i c e s   i s   s h ow n   a s   a   W R 1_D A T A   w a v e fo r m   f o r   S D R A M   (u8)  a n S D R A M   (u9).   T h e   w a v e fo r m s   of  t h e   i n pu t   a n o ut put   da t a   o f   e a c h   c o m po n e n t   de s c r i b e a bo ve   a r e   ge n e ra t e us i ng  S i g na l T a II  L o gi c   A na l y z e r   i Q ua rt us   II .   F i g u r e   14  s h o w s   t h e   w a ve fo r m s   o f   t h e   i nput   a n o ut p ut   da t a   f o r   e a c c o m po n e n t .             F i gu r e   14 .   W a v e fo r m s   o f   t h e   i n pu t   a n d   o ut put   da t a   f o r   e a c h   c o m po n e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   a   c am e r a   s y s t e m   us i ng   ni os   II  on  t h e   a l t e r a   D E 2 - 70  boar ( Chan   B oon   Che ng )   521   A   c o l um o f   t h e   w a v e f o r m   i F i gu r e   14  i s   us e i n   o rde t o   pr o v e   t h a t   t h e   f l ow   of   da t a   f r o m   t h e   T R D B - D 5M   c a m e r a   t o   S D R A M   i s   c o r r e c t .   T h e   c h o s e n   c o l um n   i s   hi g h l i g ht e d   us i ng  a   g r e e n   r e c t a ngul a r   s ha pe   w i t h   12 - b i t   CCD   c a p t u r e   o ut put   da t a   o f   A 7E h   (o D A T A ).   T h e   w a v e fo r m   ge n e r a t e us i n S i g na l T a II  l o gi c   A na l y z e r   s h o w s   t ha t   t h e   o ut put   d a t a   f r o m   t h e   c a m e r a   w a s   i de nt i c a l   t o   t h e   i n p ut   f o r   t h e   R A W 2R G B   c o n v e r t e r.   T h e   i n put   d a t a   ( i D A T A f o r   R A W 2 R G B   w a s   t h e   s a m e   12 - b i t   da t a   r e c e i ve f r o m   o D A T A .   T h e   r e c e i v e da t a ,   A 7E h ,   w a s   c o n v e r t e i n t o   12 - b i t   o ut put   da t a   i n   t hr e e   pa rt s :   F 4E h   f o r   o R E D ,   D 7B h   f o r   o G R E E N   a nd  A D B fo r   o B L U E .     In   o r de t o   s t o r e   t h e   t hr e e   o ut put s   o f   R A W 2 R G B   i n t o   t h e   t w o   S D R A M   de v i c e s ,   t h e   da t a   f o r   o G R E E N   (D 7B h w a s   s pl i t   i n t o   t w pa rt s ,   t ha t   i s ,   da t a   b e t w e e n   [11: 7]  a nd  [6: 2] .   D a t a   b e t w e e n   [11: 7]  o f   t h e   o G R E E N   o ut put   a n d   [11 : 2]  o f   t h e   o B L U E   o ut put   w a s   s a v e i n t o   S D R A M   (u8) ,   w h i l e   da t a   b e t w e e n   [6: 2]   o t h e   o G R E E N   o ut put   a n [11: 2 o f   t h e   o R E D   o ut put   w a s   s a v e i n t o   S D R A M   (u9).   T h e   s pl i t t i n a n d   r e c o m b i n i n g   o f   t h e   R A W 2R G B   o ut put   da t a   i s   s h o w n   b e l ow   i b i n a r y   fo r m a t .       D a t a   s t o r e d   i n   S D R A M   1   (u 8 ):   T h e   b i n a ry   f o r m a t   o D 7 B h   fo o G RE E N   i s   1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1   [1 1 : 7 o f   o G RE E N   i s   1 1 0 1 0     T h e   b i n a ry   f o r m a t   o A D B h   fo o B L U E   i s   1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1   [1 1 : 2 o f   o BL U E   i s   1 0 1 0 1 1 0 1 1 0     T h e   d a t a   s t o r e d   i n   S D R A M   1   (u 8 i s   6 A B6 h ,   w h i c h   i n   b i n a ry   fo r m a t   i s   1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0     T h e   b i n a ry   f o r m a t   o S D R A M   1   (u 8 i s   p r o v e n   t o   b e   a   c o m b i n a t i o n   o f   [1 1 : 7 o o G R E E N   a n d   [1 1 : 2 o f   o BL U E .       D a t a   s t o r e d   i n   S D R A M   2   (u 9 ):   T h e   b i n a ry   f o r m a t   o D 7 B h   fo o G RE E N   i s   1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1   [6 : 2 o f   o G R E E N   i s   1 1 1 1 0     T h e   b i n a ry   f o r m a t   o F 4 E h   fo r   o RE D   i s   1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0   [1 1 : 2 o f   o RE D   i s   1 1 1 1 0 1 0 0 1 1     T h e   d a t a   s t o r e d   i n   S D R A M   2   (u 9 i s   7 BD 3 h ,   w h i c h   i n   b i n a ry   fo r m a t   i s   1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1     T h e   b i n a ry   f o r m a t   o S D R A M   2   (u 9 i s   p r o v e n   t o   b e   a   c o m b i n a t i o n   o f   [6 : 2 o f   o G RE E N   a n d   [1 1 : 2 o o R E D .     B a s e o n   t h e   S i g na l T a I L o gi c   A n a l y z e r   c o m pi l a t i o n   w a ve fo r m ,   t h e   o ut put   da t a   o f   R A W 2R G B   i s   t h e   s a m e   da t a   t ha t   i s   s t o r e i nt o   S D RA M   a n S D R A M   2.   T h e   w a v e fo r m   s h o w s   t h a t   t h e   da t a   c a pt u r e   f r o m   T R D B - D 5M   c a m e ra   i s   t h e   s a m e   a s   t h e   i n pu t   da t a   f o r   R A W 2R G B .   R A W 2 R G B   ge n e r a t e s   o ut put   d a t a   i n   t hr e e   pa r t s ,   w hi c i s   s uc c e s s f ul l y   s a v e i n t o   t w o   di ff e r e n t   S D R A M   de v i c e s .     F i gu r e   15  s h o w s   t h e   r e s ul t s   o f   c o m pi l i ng  t h e   f ul l   c a m e r a   s y s t e m ,   i n c l ud i n t h e   de s i g o f   t h e   V G A   di s pl a y .   T h e   da t a   i n   S D R A M   i n   R G fo r m a t   i s   c o n v e r t e d   i nt o   v i de f r a m e s   w i t h   r e s o l ut i o n   64 480.   T h e   di s pl a y   r e s ul t   s h o w s   t h a t   t h e   da t a   s t o r e i n   t h e   S D R A M   i n   R G B   f o r m a t   i s   c o rr e c t l y   c o n ve r t e f r o m   t h e   ra w   fo r m a t   c a m e r a   c a pt u r e .   T h e   l o gi c   e l e m e nt s   us e i t h e   c o m pi l a t i o n   i s   10 , 639   /   68, 416  w hi c h   i s   16  o t h e   t o t a l   l o gi c   e l e m e n t s   w h i l e   pi n s   us e i s   530  /   622  w h i c h   i s   85  o f   t o t a l   pi n   i n   D E 2 - 70  B o a r d.     T o t a l   t h e r m a l   po w e r   di s s i p a t i o o f   f ul l   c o m pi l a t i o i s   1420 . 0 m W .           F i gu r e   15 .   R e s ul t s   o f   c o m pi l i n g   t h e   f ul l   c a m e ra   s y s t e m ,   i n c l u di n g   t h e   de s i g o f   t h e   V G A   d i s pl a y       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     513     5 22   522   5.   C O N C LU S I O N     In   t hi s   pa pe r,   a   de s i g n   f o r   t h e   a r c h i t e c t ur e   o f   a   c a m e ra   s y s t e m   i s   i m p l e m e n t e us i n t h e   A l t e ra   D E 2 - 70  F P G A   bo a r d .   A   v i de o   f r a m e   i s   c a p t u r e us i ng  a   T R D B - D 5M   c a m e r a   a t t a c h e t o   t h e   F P G A   Bo a r d.     P i xe l s   c a pt u r e i n   ra w   fo r m a t   a r e   c o n v e r t e i n t o   R G B   f o r m a t   a n s t o r e i n t o   S D R A M .   A n   a na l y s i s   i s   c a rr i e o ut   us i n t h e   S i g na l T a II  L o gi c   A n a l y z e r   t o   e n s ur e   t h a t   t h e   da t a   s t o r e i n t o   S D R A M   i s   c o r r e c t .   T hi s   c o r r e c t   da t a   s t o r a ge   i n t o   S D R A M   a n S D R A M   fo r m s   a   v a l u a b l e   b a s i s   t o   c o n t i n ue   f ut ur e   w o r k,   i n   w h i c h   t h e   d a t a   i n   S D R A M   w i l l   b e   p r o c e s s e t o   de t e c t   a n d   t ra c m o v i n o b j e c t s .       R EF ER EN C ES     [ 1]   D i a s ,   F . ,   B e r r y ,   F . ,   S e r o t ,   J . ,   a nd   M a r m o i t o n,   F . :   H a r dw a r e ,   " D e s i g and   i m pl e m e nt a t i o i s s ue s   on   F P G A - bas e d   s m ar t   c am e r a " ,   F i r s t   A C M / I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o D i s t r i b ut e S m a r t   C a m e r a s   ( I C D S C   ' 07) ;   V i e n na ,   A us t r i a ,   pp   2 0 - 26  ( 200 7) .   [ 2]   C hu,   P . P . :   " E m be dde SoP C   D e s i g w i t N i os   I I   P r oc e s s o r   and   V H D L   E x am pl e s " ,   J .   W i l e y ,   A ug   2011.     [ 3]   A L T E R A :   D E 2 - 70   D e v e l opm e nt   and   E du c a t i o B oar d:   U s e r   M a n ual   v 1. 0 8,   20 09 .     [ 4]   A L T E R A :   SO P C   B ui l de r :   U s e r   G u i de ,   v 1. 0 ,   D e c . ,   2 010 .   [ 5]   A L T E R A :   Q uar t u s   I I   H an dbo ok   v 14. 1 ,   D e c .   201 4.     [ 6]   T e r a s i c ,   T R D B - D 5 M :   T e r a s i c   D 5 M   H ar dw ar e   Spe c i f i c a t i o n ,   A pr i l   2 008 .     [ 7]   T c ha ho T c he ndj e u,   A . E . ,   T c hi t ng a ,   R .   a nd  F o t s i n ,   H . B . :   " F P H A - bas e s e v e n - l a ngua ge   e l e c t r on i c   c al e nda r   f or   t he   r e v i v a l   of   t he   C am e r oon  c u l t ur e ",   S c i e nc e s ,   T e c hno l o g i e s   e t   D é v e l o ppe m e n t ,   E d i t i o s c i a l e ,   pp 197 - 202 ,     J ul y   2016 .   [ 8]   P y r g a s ,   L . ,   K a l a n t z o po ul o s ,   A . ,   a nd   Z i g o ur i s .   E . :   " D e s i gn  a nd  i m p l e m e nt at i on   o f   an   ope i m age   pr oc e s s i ng   s y s t e m   bas e o N I O S   I I   and   A l t e r a   D E 2 - 70  B oar d " ,   201 5.   [ 9]   S a i d ,   Y . ,   S a i da ni ,   T . ,   S m a c h,   F . ,   A t r i ,   M .   a nd  S no us s i ,   H . :   " A F P G A - bas e d   s m ar t   c am e r s y s t e m " ,   T hi r d   I nt e r na t i o na l   I E E E   C o nf e r e nc e   ( I P W I S 13) ,   2 013 .   [ 10]   L a ki s ,   E .   a nd  S c ho e be r l ,   M . :   " A SD R A M   c ont r o l l e r   f o r   r e al - t i m e   s y s t e m s " ,   P r o c e e di ng s   o f   t he   9t W o r ks ho o n   S o f t w a r e   T e c hno l o g i e s   f o r   E m be dde d   a nd   U bi qui t o us   S y s t e m s ,   20 1 3.   [ 11]   O e t ke n,   A . ,   W i l de r m a nn ,   S , .   T e i c h,   J .   a nd  K o c h,   D . :   A   bus - ba s e SoC   ar c hi t e c t ur e   f o r   f l e x i b l e   m odul e   p l ac e m e nt   on  r e c onf i gu r ab l e   F P G A s ,   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o F i e l d   P r o g r a m m a b l e   L og i c   a nd  A ppl i c a t i o ns ,   2 010 .   [ 12]   A L T E R A :   N i os   I I   S of t w ar e   D e v e l ope r s   H an dboo k ,   v 13 . 1 ,   J a n . ,   2014 .     [ 13]   L a m ,   C . Y . ,   S o o n,   V . S .   a nd  E hka n,   P . :   " R e c onf i g ur a bl e   t r i - c ol our   R G B   SD   c ar b i t m ap  i m age   f i l e   w r i t e r ",    J a n   201 6.     [ 14]   P e t o ur i s   M .   e t   a l . :   " A F P G A - bas e di g i t al   c am e r a   s y s t e m   c o nt r ol l e f r om   an  L C D   t ouc pa ne l " ,   I nt e r na t i o na l   S y m po s i um   o S i g na l s ,   C i r c ui t s   a nd   S y s t e m s   ( I S S C S ) ,   200 9.   [ 15]   S ude e p,   K . C . a nd  M a j um da r ,   J . :   " A   nov e l   ar c h i t e c t ur e   f or   r e al   t i m e   i m pl e m e nt at i on  o f   e dge   de t e c t or s   on  F P G A " ,   I J C S I   I nt e r na t i o na l   J o ur na l   o f   C o m put e r   S c i e nc e ,   V o l um e   8 ,   I s s ue   1,   pp .   193 - 202 ,   J a nua r y   2011.   [ 16]   L e e ,   S . M .   e t   a l .   " D e s i gn  o f   D M A   c on t r o l l e r   f o r   l o s s l e s s   i m age   p r oc e s s i ng ",   I D E C   J o ur na l   o f   I nt e g r a t e C i r c ui t s   a nd  S y s t e m s ,   V o l   3 ,   N o . 1,   J ul y   2016 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S           C ha B o o C he ng   i s   c ur r e nt l y   a n   M . S c .   by   r e s e a r c s t u de n t   a t   S c ho o l   o f   M i c r o e l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t y   M a l a y s i a   P e r l i s .   I 2015,   he   c o m pl e t e h i s   B . E ng .   d e g r e e   i n   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   a t   U ni v e r s i t y   M a l a y s i a   P e r l i s ,   M a l a y s i a .   H e   ha s   s e r v e S e n s m a s t e r   S D N . B H D   a s   g r a dua t e   t r a i n e e   a nd   f a i l ur e   a na l y s i s   a s s i s t a nc e   i 20 14.   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t   i nc l ude s   o bj e c t   t r a c k i ng   a l g o r i t hm   a nd   i m pl e m e n t a t i o us i ng   S O C   de v i c e s .           A s s oc i a t e   P r o f e s s o r   D r .   A s r a l   B a h a r i   J a m be i s   a   m e m b e r   o f   t he   S c hoo l   o f   M i c r o e l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   P e r l i s   ( U n i M A P ) ,   a nd  w a s   a   P r o g r a m m e   C ha i r pe r s o f o r   t he   E l e c t r o n i c s   E ng i ne e r i ng   D e g r e e   P r o g r a m m e ,   U n i M A P .   H e   ha s   m o r e   t ha 15  y e a r s   e xp e r i e nc e   i n   i nt e g r a t e c i r c ui t   a nd  s y s t e m   de s i g i bo t t h e   i n dus t r y   a nd  a c a de m i c   s e c t o r s ,   a nd  ha s   b e e n   i nv o l v e a t   v a r i o us   l e v e l s   o f   V L S I   de s i g s uc a s   t r a n s i s t o r   m o d e l l i ng ,   di g i t a l   c i r c u i t   de s i g n,   a na l o g ue   c i r c ui t   de s i g n,   l o g i c   s y nt he s i s   a nd  p hy s i c a l   pl a c e   a n r o ut e ,   a r c hi t e c t u r e   de s i g a n d   a l g o r i t hm   de v e l o pm e n t . C ur r e n t l y ,   he   i s   a c t i v e l y   r e s e a r c hi ng   n e w   t e c hni qu e s   t o   m i ni m i z e   po w e r   c o ns um pt i o i po r t a bl e   s y s t e m - on - c hi de s i g n.   H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   i nc l ud e   i n t e g r a t e c i r c ui t s   a nd  s y s t e m s   de s i g n,   d i g i t a l   s i g na l   p r o c e s s i ng   ( D S P ) ,   l o w   po w e r   a l g o r i t hm s   a n a r c hi t e c t ur e s   de s i g n,   a nd   i m a g e   a n v i d e o   pr o c e s s i ng .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.