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.     

基于JESD204B的射频信号高速采集系统设计

为了解决传统转换器传输接口传输速率低、抗干扰差、布局布线面积大等问题,设计了一种基于JESD204B的射频信号高速采集系统。系统对接收到的射频信号进行下变频处理,通过高速ADC对解调基带信号直接采样,采样后的数字基带信号通过自主设计的JESD204B接口逻辑传输至FPGA并缓存。测试结果表明,系统可实现1.0 Gsample/s采样率的直接采样,数据传输速率可达10 Gbit/s,且数据链路稳定可靠。     

基于LVDS技术与FPGA的高速通讯应用研究

针对电子系统设计中不同电路板之间的大量数据的高速实时传送问题,提出采用并行低压传送技术的解决方案;由于Altera公司的Cyclone系列产品提供了对低压差分信号(LVDS)接口的支持,因此选用该器件在宽幅面喷墨绘图机设计中实现了高速的并行低压差分传送接口,数据传输的速率达到20 MB/s。     

基于USB2．0和线阵CCD的高速数据采集系统设计

为了解决电荷耦合器件(CCD)图像数据高速采集和实时传输处理问题,设计了一种基于USB2.0的高速CCD数据采集系统.系统采用可编程逻辑(CPLD)实现时序控制和逻辑控制,专用视频信号处理芯片XRD4460实现高速A/D转换;为了保证CCD图像数据高速传输,采用先进先出(FIFO)作为CCD数据流与8051单片机之间的缓存区进行数据缓存,采用CY7C68013接口芯片的GPI接口模式完成控制信号的发送以及实现采集系统与计算机之间的数据高速传输.     

信息动态

首款PXI接口的CameraLink图像采集模块NI公司近日推出业界首款用于CameraLink摄像头的PXI接口图像采集模块。该模块可助摄像头完成高速度、高分辨率的机器视觉和图像采集应用,如在PXI平台上进行粒子测速、工业检测和精密运动导向等。该模块可与各CameraLink摄像头连接使用,其特点为可用于高速图像采集的32MB图像缓冲和用于控制照相灯光并与其他自动化设备进行通讯的高级触发功能。配合使用NI-IMAQ软件和NIMeasurement&AutomationExplorer(MAX)配置软件,使用CameraLink连接器上的串口接口可轻松配置并控制摄像头。CameraLink…     

基于EMIF的高速图像传输系统设计

CCD图像具有分辨率高,数据量大等特点,因此实时采集和传输图像成为难点。在传统采集与传输系统中,首先将采集的图像数据存储到存储介质中,然后再将数据从存储介质中读出进行分析,这种事后的分析不利于现场分析与调试。针对这个缺点,提出一种新的平台,可实时完成数据采集,并将采集的数据通过EMIF接口以约320 MB/s的速度进行传输与显示,这种新的平台具有可靠性高,可移植性强,升级简单,易于工程实现的优点。可作为高速采集与传输系统的参考设计。     

一种采用PCI软核的轴角数据采集系统

研究一种基于PCI软核的轴角编码数据采集系统,实现伺服系统角度位置量的实时测控.采用FPGA器件实现PCI接口逻辑、FIFO存贮单元及轴角转换控制逻辑,采用旋转变压器?数字转换模块实现高速轴角转换,并设计了相应地WDM驱动程序.采集板应用于LabWindows的测控系统中,数据采样速率达到27 r/s,数据传输速率达到132 MB/s.     

基于USB3.0的相机实时图像采集和实时显示实现

针对传统相机采用USB2.0或者图像采集卡(CameraLink卡)等接口技术传输图像数据,存在的传输速度慢、应用不方便及应用局限性大等问题,提出一种基于USB3.0的接口技术,实现相机实时图像采集和实时显示.该方法对USB3.0内核的GPIF接口状态机进行编程设计,实现GPIF接口识别帧同步和行同步信号,采用两个Socket Ping-Pong切换来搬运图像数据,再经过DMA通道将数据传送到USB3.0端口,上位机通过多线程和并行排队等候数据包的方法快速取出端口数据,实现图像实时采集和显示.实际证明,该方法可以对不同帧频、不同图像大小的相机实时图像进行采集和显示,且不丢帧和数据,最高数据传输速度可达300 MB/s.     

微光探测成像系统电路设计与实现

为满足微光遥感卫星领域对微光探测的需求,本文提出了一种基于微光CMOS图像传感器GSENSE2020的成像电路设计。该成像电路通过FPGA实现了对图像传感器的驱动控制以及高速图像数据的接收和传输,通过DC/DC和LDO（low dropout regulator）为图像传感器提供了低噪声供电电源,采用PMIC（power management IC）解决了FPGA上电时序问题,利用DDR3实现高速图像缓存与处理,采用eMMC达到图像数据存储速率与容量的需求,应用FPGA的IP核及原语代替CameraLink接口转换芯片实现CameraLink通信协议,从而完成图像数据直接在CameraLink接口的高速传输。实验结果表明,成像系统电路功能及性能都达到了预期设计目标,系统的输出数据率可达2.4 Gbps,帧频高达25 fps,信噪比达到45.5 dB。     

高速信号采集记录仪设计

针对高速信号实时采集存储的需求,设计了一种高速信号采集记录仪。记录仪通过高速A/D转换器对信号进行采样,并实时存入NAND FLASH存储阵列中。为提高数据存储速率,综合采用并行总线、交错双平面页编程、多级流水线等技术,大幅提升FLASH的写入速度。记录仪可实现8bit、200MSPS的采样速率,并可将速率为200MB/s的采样数据实时存储。     

基于FPGA和FLASH ROM的图像信号发生器设计

以XC2V1500—FPGA为硬件架构,设计了一种图像信号发生器,作为自适应光学系统波前处理机的信号源,为波前处理机的调试和算法验证提供支持。系统采用大容量的NAND型FLASH存储数据,存储容量为1GB。图像数据通过USB总线预存入FLASH ROM,在FPGA控制逻辑作用下循环读出,并通过Camera Link接口输出。该Camera Link接口支持base,medium,full三种模式,输出像素时钟频率可以达到70MHz。     

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。     

基于AD9154的八通道信号产生器设计

本文设计了八通道信号产生器,以适应通信对抗装备的发展。JESD204B是一种高速串行总线协议,主要应用于转换器与FPGA的数据传输接口,和并行数据总线相比有着明显的优势。AD9154是一款具有JESD204B接口的四通道模数转换器(DAC)。现场可编程门阵列(FPGA)可产生数字波形信号,其高速串行收发器接口可通过JESD204B总线协议将波形数据发送给AD9154芯片产生模拟信号。使用2片AD9154与1片FPGA为核心器件,完成硬件电路和软件程序设计,最后测试了产生信号的技术指标。     

基于Camera Link的红外图像显示研究

为红外相机设计了一套基于Camera Link的红外图像实时显示系统.红外探测器产生的模拟信号经模数转换后,由作为控制核心的FPGA进行处理,然后通过光纤实现远距离传输.接收端的FPGA将信号转换成Camera Link协议数据,再将它们传送给上位机的图像采集板卡进行采集和转换,最终通过上位机软件将其实时显示出来.     

基于USB和Camera Link的数据传输系统设计

为了使CCD相机和上位机之间能够进行简单、实时的数据传输,提出一种以USB和Camera Link接口相结合的数据传输系统设计方案。通过FPGA对接口芯片进行控制,使用VHDL语言进行逻辑电路的设计,并采用VC++编写上位机软件。实现由USB接口接收数据,USB或Camera Link接口输出数据。实验表明,设计的系统能够准确、实时地接收控制命令和向上位机发送高速率、大容量的图像数据,可以应用在不同数据传输要求的CCD相机中。     

Camera Link Full至HD-SDI接口的高清传输显示系统

为实现远距离、高可靠性传输,并减小复杂度,对Camera Link Full接口数据的HD-SDI传输显示进行了深入研究。采用FPGA作为核心处理器,考虑相机输出具有多种帧频,采取帧频检测及充分降频策略,并通过3个SRAM进行缓存以实现帧频转换,以满足HD-SDI帧频25Hz的要求。考虑到SRAM数据宽度,采取FIFO行缓存策略将Camera Link Full80输出的10tap、80bits图像数据转换成单通道的8bits图像数据。最后,完成系统设计并进行实验验证。实验结果表明:系统实现了图像数据从50Hz、100Hz、500 Hz等多种帧频的Camera Link Full80到25帧HD-SDI接口1080i的格式转换及实时显示,且图像层次丰富,无失真。     

用于四象限探测器光斑位置检测的数据采集传输系统设计

为了对四象限探测器输出的四路信号进行同步采集传输,本文设计了一套高分辨率、高速率的同步数据采集传输系统。该系统首先以FPGA芯片EP1C12Q240为核心,控制模数转换芯片ADS1274采集数据,数据经过片内FIFO缓存,然后按Camera Link协议将数据打包为32×40大小的图像,图像经Camera Link接口传输到PC机,最后使用图像采集卡采集图像数据,并利用MATLAB编写软件实现图像解码与存储。实验结果表明:该系统实现了分辨率为24bit、采样速率为100kHz的4通道同步数据采集,其有效分辨率可达18.79bit,数据传输稳定可靠。满足了数据采集系统高分辨率、高速率的需求,并且该方案也可方便地移植到其他应用中,具有较好的可扩展性。     

Camera Link协议和FPGA的数字图像信号源设计

介绍一种基于Camera Link协议和FPGA设计数字图像信号源的方法.该设计将图像数据和接口信号转换成与Camera Link协议相匹配的低压差分信号(LVDS)进行传输.提高了信号的传输距离和精度,为图像数据采集装置的测试提供了可靠的信号源.阐述了图像信号源的设计思想与电路结构,最后简述了在实际中的应用.该信号源已经成功应用于某弹载地面测试系统中.     

基于PEX8311 PCIE总线的高速图像采集系统设计

针对传统PCI总线带宽低,不能传输高速视频信号的缺陷,设计了使用芯片PEX8311为PCI Express桥接芯片,采集传输CamLink接口相机图像的硬件系统。对PEX8311芯片的特点及其工作模式,以及用状态机在FPGA中实现对PEX8311控制做了介绍。通过编写WDM驱动程序和上位机程序对系统的数据传输性能进行了测试。测试表明该系统满足高速图像传输的要求,并且性能稳定。     

光传飞行控制交叉通道数据链路接口技术研究

交叉通道数据链路是实现三余度飞控计算机之间信息交换的枢纽,以往开发的三余度光传操纵系统大都采用了串口(RS232)协议来实现,其传输速率较低,达不到现代飞控计算机之间数据传输的高要求。为此,设计了一套以PCI总线控制器PLX9054和FPGA为核心的双向高速数据光纤传输接口卡,设计了该数据传输卡的基本结构和单元组成;详细阐述了PCI总线接口软硬件设计方法、时序及注意事项,并深入分析了FPGA的功能逻辑模块和光电转换模块的实现方案;最后开发了基于DriverStudio的设备驱动程序,并进行了系统测试。结果表明本接口卡可以满足飞控计算机之间余度数据交换的要求。