机载TDI CCD相机高速图像实时存储系统

介绍了用于一种机载TDI CCD相机的高速图像实时存储系统的设计方案。系统中CCD相机图像数据经过数据缓存器缓存后传递给DMA控制器,再经过SCSI协议控制器写入SCSI硬盘中。利用VHDL语言对FPGA芯片编程实现主控制器和DMA控制器功能,从而协调SCSI协议处理器实现数据的存储。经过实验验证,该系统能够满足机载TDI CCD相机的高速图像实时存储要求。     

Base型Camera Link脱机存储系统设计

为解决现有Base型Camera Link相机需要专用采集卡和系统机才能存储的问题,设计了基于FPGA的脱机存储系统.该系统使用两片SDRAM交替缓存图像后,经乒乓操作存储到两块IDE固态硬盘中.该系统实现了分辨率为640×480,帧频为100 f/s的10位图像数据存储.实验表明系统实现了图像数据的完整存储.     

基于图像采集卡的图像显示与处理软件开发

利用图像采集卡与计算机构成图像处理系统开发了一款软件,用于采集显示CCD相机整机系统输出的图像并计算输出图像调制度,为相机系统的综合像质评价提供依据。充分利用Matrox公司为其图像采集卡提供的二次开发函数库MIL库,在VC++6.0开发环境中调用MIL库函数实现了相机系统输出图像的显示、存储和调制度计算等功能,并对主要程序算法进行优化,提高了软件的性能。实验室测试表明,该软件能实时显示输出图像并进行相应的处理,调制度计算结果准确,软件运行稳定。利用图像采集卡自带的函数库开发图像显示和处理软件,缩短了开发周期,提高了软件运行可靠性。     

高速CCD图像采集存储系统的硬件设计

针对某高速CCD相机图像数据量大的特点,设计采用LVDS格式信号输出,转换成Camlink格式后实现海量数据的高速、稳定传输,提出了一种新型的高速数据采集存储系统的设计方案,该方案采用Fibre Channel接口硬盘实现对图像数据的高速存储,最高存储速度可达850 Mbyte/s,现已在CCD相机系统图像采集实验中得到应用.     

高速大容量存储系统的应用设计

针对航空遥感领域要求存储系统容量大、存储速度快、可靠性高、使用环境苛刻等特点,本文介绍了所设计的高速大容量存储系统的组成机制和实现方案。系统采用固态存储芯片FLASH（闪存）为存储介质,FPGA（现场可编程逻辑门阵列）为存储阵列的核心控制器,针对外部高速数据的输入,引入了并行总线操作、流水线操作技术。针对闪存芯片存在的无效块,利用无效块管理,切实提高了对高速实时数据存储的可靠性。从而成功实现用高密度、相对低速的FLASH存储芯片对高速实时数据的可靠存储。测试结果表明,该存储系统存储速度高,容量大,性能稳定。     

某车载数据记录设备的高速大容量存储系统设计

该数据记录设备的存储系统采用FPGA为控制核心,存储介质选用NAND FLASH 存储芯片,采用乒乓工作思想,利用并行处理技术和流水线技术实现了多片低速FLASH时高速数据的存储,提高了整个系统的存储容量和存储速度。     

高速大容量存储系统设计

给出了采用固态存储芯片FLASH为存储介质,FPGA为存储阵列的控制核心设计高速、大容量存储系统的实现方法。本系统针对外部高速数据的输入引入了多级流水线技术。并把串行数据转换为并行数据,从而成功地用高密度、相对低速的nASH存储器实现了对高速数据的可靠存储。     

高速分幅相机图像采集的硬件设计与软件开发

高速门控4分幅相机可实现纳秒时间分辨的连续4帧图像采集。设计了分幅相机4通道图像采集的硬件系统,主要由4个CCD摄像头、多通道图像采集卡和主控计算机组成,在门控单次曝光工作模式下,外触发信号同时触发前端的电子学快门系统和后端的图像采集卡,实现对各路有效图像数据的同步采集。针对4分幅相机系统组成和工作原理,开发了专用的主控软件,功能主要包括各种工作模式下的采集控制和必要的图像处理。测试表明采集方案设计合理,所实现的软硬件系统工作稳定可靠,确保了分幅相机系统的整体性能。     

高帧频大面阵CCD相机大容量存储与高清显示系统

为了解决高帧频大面阵CCD相机图像数据量较大、存储实时性较低、高清图像显示中灰度级损失等问题,设计了一种大容量存储与高清显示系统.首先,结合高帧频大面阵CCD相机的特点,详细介绍了大容量存储与高清显示系统的组成;其次,为了满足面阵CCD相机高数据率的存储需求,对SATA硬盘Ultra DMA模式的读写方式进行了针对性的设计;然后,详细阐述了12 bit高清显示器DVI接口的设计;最后,对系统的存储速率进行了测试,并且对普通显示器和高清显示器显示的图像进行了比较.实验结果表明:系统在Ultra DMA模式下实际传输速率最高可以达到85Mb/s,12 bit高清显示器显示图像的对比度更强、层次更分明,提高了面阵CCD相机图像数据存储的实时性,同时保证了高灰度级图像的无损失显示.     

基于CPLD的CCD相机数据存储的时序设计

介绍采用美国SMD公司的4M4CCD相机设计的空间成像系统的组成结构,重点介绍基于CPLD的CCD相机数据存储的时序设计。在设计中选用复杂可编程逻辑器件CPLD作为硬件设计平台,采用硬件描述语言VHDL编程实现,产生CCD相机存储所采集图像数据的存储器工作所需要的时序信号,在通过Max PlusⅡ环境下进行仿真验证后,设计的时序电路下载到CPLD器件中。经CCD相机系统成像验证该设计满足技术要求。     

基于PXI的光电瞄准设备自动检测系统

光电瞄准自动检测系统是在PXI测试总线技术的基础上，有机地结合计算机技术和虚拟仪器测量技术，研制开发出的新一代检测系统。检测系统采用了PXI总线技术和规范的系统结构框架，通过选取NI公司的PXI-1010混合机箱、PXI-8187主控制器、SCXI-1130矩阵开关、SCXI-1167继电器驱动模块、PXI-6509数字I／O、PXI-6229数据采集、PXI-4070数字万用表、PXI-5122数字化仪功能模块以及EXC公司的DAS-429cPCI／Mx、Condor公司基于cPCI的MIL-STD-1553和DDC公司的SB．36200IX模块，并利用LabVIEW开发工具开发出检测系统，而且还解决了PXI模块硬件及驱动程序与被测产品匹配问题，实现了基于PXI虚拟仪器的软面板技术。该检测系统是根椐标准的数据采集——信号分析与处理——输出及显示的结构模型而建立的，实现了光电瞄准系统数据的实时采集、处理和显示。光电瞄准自动检测系统样机实现了产品的自动化检测，具有一定的技术先进性。     

空间相机图像压缩模拟源的设计与实现

为了解决在CCD与地面实时压缩系统对接时造成的时间和物力的浪费,提高地面实时压缩系统测试效率,文章设计了一种图像压缩模拟源系统,可以模拟CCD相机输出,来代替CCD相机与地面实时压缩系统进行对接。该系统采用FPGA实现模拟源的时序与逻辑控制,利用内部逻辑生成自校图像,或通过USB2.0总线接口与PC机进行数据通信,将模拟源图像通过缓存SDRAM下载到FLASH中。采用同步串行LVDS接口,高速Gbps接口和Camera Link接口,实现数据与压缩存储单元的高速传输。实验表明,该图像压缩模拟源从USB接口下载速度达40Mbyte/s,在与以上3种接口传输数据时,无误码和数据丢失,该系统稳定可靠。     

高密度模块化TDI CCD成像系统设计

为提升遥感相机的高密度组装技术,采用厚膜集成电路技术设计了高集成度的TDI CCD成像系统,并对该成像系统中的具体设计做了详述。首先TDI CCD焦平面通过机械拼接方式拼凑成可复制的单元。然后,通过三极管射极跟随器增强CCD输出图像信号强度传送给模拟前端芯片LM98640中转换成14 bit的数字信号,再传给现场可编程门阵列芯片XC5VLX50T-1FFG1136C缓存和整合处理。最终,通过TLK2711高速LVDS输出芯片传输给数据采集卡并在计算机上成像。该成像系统中所有的驱动信号和处理时序都是通过现场可编程门阵列产生的,计算机可以通过RS422通信总线对成像系统进行控制和部分参数修改。该系统中的驱动电路和CCD二次电源电路采用厚膜集成电路技术设计,提高了系统的集成度。实验结果表明:整个系统基于厚膜技术,驱动电路PCB电路板减少了2/3的面积,同时采用了机电热一体化的设计,实现了相机的高密度组装。该系统总数据输出速度达到3.6 Gbps,饱和输出图像信噪比52.6 dB。     

基于CPCI和光纤接口的数据采集卡设计与实现

设计了一套基于CPCI总线,PCI9054桥接芯片和可编程逻辑器件（FPGA）的高速数据采集卡。FPGA作为本地主控芯片,根据工控机经PCI9054转发的采集命令,通过光纤接口实现与雷达接收机的通信。采用高速RAM缓存数据,采集的接收机测试数据的分析结果可在工控机上显示,从而实现了对雷达接收机性能的快速测试。该采集卡具有较强的通用性和可扩展性,详细介绍了高速数据采集卡的组成和工作原理、硬件设计。     

基于Virtex-6的PCI Express高速采集卡设计

为了提高数据采集速率,适应大数据量交互处理要求,介绍了一种应用Virtex-6芯片的PCI Express高速采集卡设计。Virtex-6内嵌PCIE协议硬核能完成完整的PCIE分层协议,实现与上位机通信。设计了DMA控制器,作为采集卡数据传输主控,实现基于PCI Express总线的DMA高速数据传输方案。主机软件系统包括驱动程序和应用软件2部分。经实验测试,该采集卡能完成对外部高速数据的实时采集,性能稳定可靠。     

基于VxWorks的数据采集存储装置设计

为提高水下自动数据采集存储装置的稳定性和可靠性,采用PC104总线的A/D采集模块和嵌入式计算机构成装置硬件,基于实时多任务操作系统VxWorks对数据采集卡进行初始化、任务初始化,实现了任务间通讯、数据采集、数据存储任务,完成了数据采集存储装置设计调试.该装置成功应用于海洋环境测量,能长期稳定可靠运行.     

多通道PXI总线数据采集系统设计

本文主要针对导弹测试系统中多通道数据采集的任务,提出了基于FPGA平台的PXI总线接口通用设计方案,并实现了PXI总线接口模块的电路设计和驱动程序的开发。然后根据PXI总线体系的要求,完成了32通道数据采集系统硬件设计和仪器软面板设计。该方案的成功实现对于组建自定义的总线化测试系统具有十分重要的意义,标志着自主化的PXI总线接口关键技术的突破。     

PCI-e高速数据采集卡的驱动与上位机软件设计

为了解决采集卡与上位机之间的海量数据传输问题,结合自行开发的高速数据采集卡,提出了一种基于PCI-e高速数据采集卡的设备驱动与上位机软件的开发方案。该方案对使用WinDriver开发设备驱动的开发步骤以及DMA传输的实现方法进行了介绍,对利用LabWindows/CVI设计上位机软件的方法予以阐述,并利用DLL动态链接库解决了采集卡与应用程序之间的通信。实验结果表明,在PCI-e X1链路下,数据采集速度可达到182MB/s,能够满足高速数据采集的要求。     

线阵CCD高速数据采集与实时处理系统

介绍了一种新型的线阵CCD高速数据采集与实时处理系统,其由高速ADC、高速缓存FIFO、比较器模块和数字信号处理器(DSP)构成,数据的存储和读取都由特殊设计的比较器模块启动,比较器的阈值自适应可调,使得FIFO只存储CCD输出的有效像元信号,从而减轻了DSP数据处理的负担,可实现实时处理。详细描述了系统工作原理、硬件电路及其控制逻辑和数据处理算法。本系统用于高速位移测量,实验表明,数据采集速率可达20MHz,最快响应时间为0.1ms,实时处理的效果较好。     

基于PCI-E总线高速数据传输卡的WDM驱动设计

针对自主设计的基于PCI-E总线高速数据传输卡设备,在64位Windows系统下采用WDM驱动模式设计实现该设备驱动程序。介绍了WDM驱动程序开发过程,主要包括硬件访问、DMA高速数据传输和MSI中断等内容。并对所设计驱动程序进行测试验证,结果表明,该驱动程序具有较高的传输效率和可靠性,可应用于高速数据传输卡设备,且该驱动程序也可移植到其他类似的数据传输设备中。