基于FPGA的千兆以太網(wǎng)高速圖像采集與傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、高速圖像采集與傳輸系統(tǒng)基于FPGA強(qiáng)大的并行數(shù)據(jù)處理能力和千兆以太網(wǎng)的高速性和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奶匦栽O(shè)計(jì)而成，它可以實(shí)時(shí)的對(duì)遠(yuǎn)距離的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸。圖像采集與傳輸系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)和導(dǎo)航與制導(dǎo)等技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。本文的主要研究工作包括:
　　1.高速圖像采集與傳輸系統(tǒng)由圖像采集電路板和CMOS圖像傳感器OV5640兩部分構(gòu)成。圖像采集電路板由主控制器EP4CE15F23C8N、DDR2存儲(chǔ)器MT47H64M16、以太網(wǎng)

2、接口控制芯片RTL8211EG和擴(kuò)展口等部分組成。
　　2.對(duì)系統(tǒng)的圖像采集電路板進(jìn)行了實(shí)物的制作。首先對(duì)FPGA核心電路、DDR2存儲(chǔ)器電路和Ethernet接口電路以及擴(kuò)展口電路等原理圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后根據(jù)各個(gè)部分外圍電路的連接特點(diǎn)進(jìn)行了整體PCB的設(shè)計(jì)，主要包括疊層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、布局布線、阻抗計(jì)算以及電源平面劃分等方面。最后完成了對(duì)電路板的焊接。
　　3.對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和編寫。本次設(shè)計(jì)在QuartusⅡ12.1軟

3、件開發(fā)平臺(tái)上完成，采用Verilog硬件描述語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)的軟件程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括OV5640圖像采集模塊、DDR2圖像存儲(chǔ)模塊、Ethernet圖像傳輸模塊以及時(shí)鐘管理模塊的軟件邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　系統(tǒng)工作流程為:CMOS圖像傳感器首先將采集到的圖像數(shù)據(jù)組合為位寬為32位的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)乒乓操作的方法存儲(chǔ)到DDR2 SDRAM中，DDR2對(duì)圖像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)緩存，最后通過(guò)UDP傳輸協(xié)議將緩存在DDR2中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)PC。