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印刷线路板(PCB)作为一种电子基础材料,广泛存在于各种电子设备中,其质量对电子产品的整体质量具有重大影响。在PCB的大批量生产过程中,由于PCB的层数多、布线密集,再加上一些不确定的外界因素,PCB很可能存在一些质量上的问题。为了提高电子产品的可靠性,必须对PCB进行缺陷检测。自动光学检测(AOI)是基于图像处理的非接触式缺陷检测方式,是PCB缺陷检测的最新技术和最有效的手段。目前市面上的大多数PCB-AOI设备都采用PC机作为主要处理核心进行图像处理并判定缺陷点,但是存在以下问题:1)PC机存储器带宽不高的特点在访存较为密集的AOI图像处理中体现的更加明显,限制系统的处理速度2)PC机较少的内核数决定其较低的并行度。3)PC机在工业相机扫描PCB以及图像传输期间处于等待数据状态,这段时间PC机没有被充分利用。针对现有PC机作为主要处理核心的方式所存在的问题,本文提出基于FPGA的流计算方式提升PCB-AOI系统的处理速度。流计算方式提供更高的系统带宽,实现多级流水线并行并且能够充分利用图像扫描和传输的时间进行运算,实现边流边计算。本文主要研究内容包括:1)研究流计算模型和流体系结构,对流计算相关内容进行形式化描述,包括对流,流模块,流模块组合进行描述。2)研究实现流计算的关键技术,包括多时钟管理,跨时钟域数据传输和存储器分层模型。提出以本地分布式流寄存器文件为核心的三层存储器模型,提升系统整体带宽。3)研究印刷线路板缺陷检测图像处理流模块在FPGA上的流式实现。该流模块划分为多级流水线结构,提升了系统并行度。流水线结构结合三层存储器模型使得该流模块能够充分利用图像采集和传输的时间进行运算,实现边采集边传输边处理。4)研究基于流计算的印刷线路板自动光学缺陷检测系统的实现。最后,本文以DE2-115为平台,实现基于流计算的PCB-AOI系统,并对图像处理流模块进行了测试,验证了图像处理流模块流式实现的正确性以及处理速度上的优势。