基于FPGA和GigE Vision相機的圖像采集系統(tǒng)設計.pdf

1、GigE Vision是基于千兆以太網(wǎng)通信標準的協(xié)議，是一種通用的工業(yè)相機接口標準。GigE Vision相機的卓越性能，使其在不同的領域得到了廣泛的應用。但是，由于GigE Vision相機在傳輸圖像時，會將圖像分割為若干個圖像片段進行傳輸。因此，使用軟件實現(xiàn)圖像接收時,CPU需要解析網(wǎng)絡協(xié)議，并將圖像數(shù)據(jù)進行重組，所以很容易因為CPU占用率過高而限制圖像采集速度。
　　本設計以FPGA為控制核心、GigE Vision相機為圖

2、像采集裝置，基于可編程片上系統(tǒng)設計高速圖像采集系統(tǒng)，包括基于FPGA的邏輯設計和基于SOPC系統(tǒng)的軟件設計。邏輯設計方面，為了提高圖像采集速度，并降低系統(tǒng)的邏輯資源消耗，本文中提出了一種新的解決方案，設計了圖像采集控制器IP核。該IP核針對GigE Vision標準對以太網(wǎng)控制器進行精簡和優(yōu)化，在降低邏輯資源消耗的同時，直接對GigE Vision數(shù)據(jù)包進行識別和解析，完成圖像的自動存儲，提高圖像接收和采集的速度。整個系統(tǒng)包括NiosⅡ

3、處理器、圖像采集控制器、存儲模塊以及其他外設。軟件方面，除了圖像采集軟件的設計以外，本系統(tǒng)的設計還包括圖像采集控制器驅動設計、相機通信API設計以及上位機通信API設計，為后續(xù)的系統(tǒng)開發(fā)提供便捷的編程接口。
　　實驗數(shù)據(jù)證明，本課題所設計的基于FPGA和GigE Vision的圖像采集系統(tǒng)，圖像采集速度快、邏輯資源消耗量低且CPU占用率低。在圖像大小為1280×256的前提下，圖像采集速度可達228幀/秒，達到了相機的峰值，同時C