基于FPGA的CCD相机的图像采集

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Ａｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈｉ ａ ｒｍ ａｎ ｙ ｄｅ ｓｗｉｈ ｔ ｓｕｅ ｓ￣ Ｕｏ ｓ ｉ ｔｏ ｕｃｎｇ ｔ ｅ ｂａ ｋｇ ｏ ｓｐ ｐｅ ｉｌ ａ ｔ ｈｅ ｉ ｌ ｓ ｓａ ｗ ：ｎｒ ｄ ｉ ｈ ｃ ｒ ｕｎｄ ｏｆＣ ＣＤ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ａｈｅ ｎ ｎ ｓ ｃａ ｎｖｒ — ｃ ｍ ｒ ａａ ｇ ｔ ｒ ｇ ｉ ｐｅ ｉ ｅ ｉｏｎ ｉ ｌ ｍ ｅ ｔ ｐｒ ｐｏ ｉ ｍ ｅｈｏ ｏ ｉ ｈ ｐｅ ｄ ｉ ａ ｅ ｂａｅ ｏ ＦＰＧＡ ，ｎｄ ｐａｔｃ ａ ｌ ｉｃ ｓｎ ｔ ￣ ｔ ｍ ｔｕｃｕｒ ａ ｔ ｎｔｒ ａ ｕ ｔｏ ｎ ， ｏ ｓｎｇ ａ ｔ ｄ ｆ ｈ ｇ ｓ ｅ ｍ ｇ ｓ ｄ ｎ ａ ｒｉｕｌｒｙ ｄ ｓｕｓｉ ｇ ｉｓ ｓ ｅ ｓｒ ｔ ｅ ｎｄ ｉ ｉ ｅ ｌ ｆ ｎｃ ｉｎ ｓ ｎ ｍ ｏｄ ｌ ，ａ ｈ ｕ ｅ ｎｄ ｓ ｏｗ ｈｅ ｓ ｕｌｔ ｅｕ ｔｏ ｈｅＰＣ ＩＩ ｏ ｅＩ ｓ ｉｃ ｓ ｏｗ ｏ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔｔ ｍ ｅ ａｌ ｎｄ ＰＣ Ｉｉ ｔ ｒａ ｅ． ｔ ｉ ｍ ａｉ ｒｓ ｆｔ ｏｎ ｌ Ｐｃ ｒ ｔａ ｏ ｄｓ ｕ ｓｈ ｌ ｔ ｍ ｌ ｍ ｎ ｈｅ Ｃａ ｒ ｉ ａ ｎｋ ｎ ｅ ｆｃ
维普资讯 http://www.cqv本栏 贲任 辑： 薇 目 编 贾薇
・ ・ ・ 算机 工 程应 用技 术 ・ ・ ・・ 计
基于 Ｆ ＧＡ的 Ｃ Ｄ相机 的图像采集 Ｐ Ｃ
刘 基．德 建 杨 贵
（ 防科 技 大 学 电子 科 学 与 工 程 学 院空 间所 ， 国 湖南 长沙 ４ ０ ７ ） １ ０ ３
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｅ Ｉ ａ ｅ Ｇａ ｅ ｆＣＣＤ ｍｅ ａ Ｂａ ｅ ｎ Ｆ ｓｇ ｆｔ ｍ ｇ ｔ ｒ ｏ ｈ ｈ Ｃａ ｒ ｓ ｄ ｏ ＰＧＡ
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摘 要 ： 绍 在 特 定 环 境 下 ＣＣ 相 机 图像 数 据 的采 集 背 景 下 的 一 种 基 于 Ｆ Ｇ 的 高 速 图像 数 据 采 集板 卡 设 计 方 法 ， 细 讨 论 了其 系 介 Ｄ Ｐ Ａ 详 统 结 构 和 核 心 部 分 的 内部 功 能模 块 ， 给 出 了其 核 心 ： Ｃ Ｐ ｏｅ的 具 体 仿 真 结 果 。 同时 探 讨 了此 板 卡 和 外 部 的 接 口 实现 问题 。 并 Ｐ Ｉ ｃｒ Ｉ
关 键 词 ： ｍｅａＬｎ 双 端 口 ； Ｃａ Ｅ ｉｋ； ＲＡＭ ；Ｐ ；Ｐ ｏ ｅ ＤＭ Ａ ＣＩ Ｉｃ ｒ ；
中图 分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２４
文献编号 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ ９ ３ ４ （０ ８ １ — １ ３ — ２ １ ０ － ０ ４２ ０ ） ６ ２ ３ ５ ０
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃａ ｒ ｉ ｋ Ｄｕ ；ｏ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｍｅ ａ Ｌ ｎ ； ａ ｐ ｒ ＲＡＭ ； ＣＩ Ｐｃ ｒ ； ｌ ； Ｐ ； ｏ ｅＤＭ Ａ Ｉ
１ 引 言
本 数 据 采 集 板 卡 欲 实 现 针 对 采 集 所 得 的 Ｃ — ０高 速 数 字 图像 的处 理 和 传 输 ， 时 实 现 和 计 算 机 的接 口通 讯 。系 统 和 数 字 摄 Ｖ Ａ１ 同 像 头 的 接 口遵 循 Ｃ ｍｅａＬｎ ａ ｒ ｉｋ协议 ， 计 算 机 的接 口基 于 Ｐ Ｉ 线 。Ｃ ｍｅａＬｎ 和 Ｃ 总 ａ ｒ ｉｋ是 一 个 工 业 高 速 串 口数 据 和 连 接 协 议 ， 它是 由 Ｎ 、 Ｉ 摄像头供应商和其他图像采集公司在 ２０ ０ ０年 １ ０月 联 合 推 出 的 ， 旨在 简 化 Ｐ Ｃ机 和 摄 像 头 之 间的 连 接 。 ａ ｅａＬｎ Ｃ ｍ ｒ ｉｋ可 为 高 速 、 高精 度 的数 字 摄 像 头 提 供 简 单 、 活 的 连接 。 而 Ｐ Ｉ 灵 Ｃ 总线 由美 国 Ｉｔ 公 司首 先 提 出 ，９ ２年 由 Ｐ Ｉ Ｉ 发 布 总线 规范 ， 一 种 先 进 的高 ｎｅ ｌ １９ Ｃ Ｇ Ｓ 是 性 能 局 部 总 线 ， 同 时支 持 多 组 外 围设 备 。Ｐ Ｉ 线 以 ３ ＭＨｚ ６ ｚ的时 钟 频 率 操 作 ， 用 ３／４ ｉ地 址／ 据 复 用 总 线 ， 据 传 输 可 Ｃ总 ３ ／ ＭＨ ６ 采 ２６ ｂｔ 数 数 速 率 可 高 达 １２ ／（３ ｚ３ ｂ ）远 远 超 过 ＩＡ 总线 ５ ／ 的 速 率 。 由 于 Ｃ ｍ ｒ Ｌｎ ３ＭＢｓ３ ＭＨ ／２ ｉ ， ｔ Ｓ ＭＢｓ ａ ｅａ ｉｋ支 持 高 速 的 数 据 传 输 ， 系 统 又 要 考 虑到 而 与 计 算 机 的 接 口问 题 ， 以高 速缓 存 的 实 现 和 Ｄ Ａ 控 制 是 设 计 急 需 解 决 的 问题 。 所 Ｍ 目前 Ｐ Ｉ 口开 发 大 体 有 两 种 方 式 ： 是 使 用 专 用 的 Ｐ Ｉ 口芯 片 ， Ａ Ｃ公 司 的 Ｓ９ ｘ Ｐ Ｘ 公 司 的 Ｐ Ｉ ｘ Ｃ接 一 Ｃ接 如 ＭＣ ５ ｘ ，Ｌ Ｃ９ ｘ系列 ： 是 使 ｘ 二 用 可 编 程 器 件 如 Ｆ Ｇ 如 果使 用 厂 家 提供 的 专 用 接 口芯 片 ， 户 可 能 只使 用 到 他 的 部 分 功 能 ， 造 成 一 定 的资 源 浪 费 ． 重要 的 是 Ｐ Ａ。 用 会 更 专 用 芯 片 价 格 高 ， 经济 。而 使 用 可 编 程 器 件 具 有 以 下 两 个 优 点 ： 一方 面 用 户 可 以 根 据 需 要 设 计 Ｐ Ｉ 口 ， 会 浪 费 资 源 ； 方 面 不 另 Ｃ接 不 一 用 户 逻 辑 和 接 口部 分 可 以做 在 同一 个 器 件 内 ， Ｃ 接 口和 用 户逻 辑 会 结合 得 更 紧 密 。 用 可 编 程 器 件 设 计 （ Ｆ Ｇ ， 厂 家提 供 的 Ｐ Ｉ 使 如 Ｐ Ａ） 将 Ｐ Ｉ Ｐ ｏｅ 如 ＡＬ Ｅ Ａ公 司 ） 入 到 Ｆ Ｇ 根 据 插 卡 的 功 能 进行 最优 化 ， 必 实 现 所 有 的 Ｐ Ｉ 能 ， 以将 Ｐ Ｉ 卡 的用 户逻 辑 与 Ｃ ｅｒ（ Ｉ ＴＲ 引 Ｐ Ａ， 不 Ｃ功 可 Ｃ 插 Ｐ Ｉ 口逻辑 集 成在 一 个 芯 片 上 ， 而 实 现 紧 凑 和 高 效 的 系统 设 计 。 Ｃ 接 从 本 文 介 绍 了一 种 基 于 Ｆ Ｇ 的高 速 图像 数 据采 集板 卡 ，其 目的 和 作 用 就 是 负 责 从 Ｃ — ０Ｃ Ｄ相 机 的 Ｃ ｍ ｒ ｉｋ接 收 数 字 ＰＡ Ｖ Ａ１ Ｃ ａ ｅａＬｎ 图像 数 据 ， 通 过 Ｐ Ｉ 口传 送 到 终 端 进行 分析 和 处 理 。 并 Ｃ 接