高幀頻圖像采集與傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著高幀頻數(shù)字相機(jī)的出現(xiàn),視頻圖像的數(shù)據(jù)量越來越大,這對數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)提出了更高的要求。高幀頻相機(jī)具有數(shù)據(jù)量大、輸出幀頻高的特點(diǎn),為了保證圖像數(shù)據(jù)的高速穩(wěn)定采集與傳輸,本文設(shè)計(jì)了高幀頻圖像的采集傳輸系統(tǒng)。
　　現(xiàn)場可編程邏輯門陣列的快速發(fā)展使得許多復(fù)雜、高速的圖像處理運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)成為可能。Camera Link標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)字相機(jī)采集接口,它是一個(gè)高速串行通信協(xié)議,Camera Link接口可以使相機(jī)的連接更加靈

2、活簡單,在圖像采集中得到了廣泛的應(yīng)用。PCI Express是新一代的高速串行I/O總線,可以應(yīng)用于各類計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的互連通信,它為嵌入式系統(tǒng)的傳輸接口提供了理想的解決方案。IEEE1394b串行總線是在IEEE1394a的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,可以進(jìn)行高速、遠(yuǎn)距離的傳輸,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域中。
　　本文介紹了目前較為先進(jìn)的Camera Link、PCI Expresss以及IEEE1394b總線技術(shù),并根據(jù)這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3、設(shè)計(jì)了基于FPGA平臺的高幀頻圖像采集與傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司的FPGA芯片作為主要的內(nèi)核處理單元,使用Verilog語言實(shí)現(xiàn)FPGA的內(nèi)部邏輯,基于Camera Link接口進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集,并將采集到的圖像通過異步FIFO緩沖模塊存儲到DDR2 SDRAM中,然后通過PCI Express接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。另外,本文在PCI Experss傳輸模塊的基礎(chǔ)上,介紹了1394b的傳輸方案,能夠?qū)崿F(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離高

4、速傳輸。
　　本文主要分兩大部分對采集與傳輸系統(tǒng)進(jìn)行描述:圖像采集部分和數(shù)據(jù)傳輸部分。對于采集部分,本文介紹了基于Camera Link接口的硬件電路以及軟件程序的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)接收和緩存處理、FPGA與相機(jī)之間的串行通信以及FPGA對相機(jī)接口的控制。對于圖像的傳輸部分,本文介紹了PCIE傳輸模塊和1394b傳輸模塊。首先在了解PCIE協(xié)議規(guī)范的基礎(chǔ)上,研究了PCIE IP硬核的產(chǎn)生方法以及PCIE傳輸部分應(yīng)用邏輯的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)