用于机载三线阵CCD相机三维立体摄影的高速数据记录系统

介绍了用于三线阵CCD相机三维立体成像系统的高速实时数据记录系统．该系统包括两个子系统;彩色CCD高速数据存储系统和黑白CCD高速数据存储系统．来自CCD相机的高速数据经cPCI数据采集卡缓冲存储后送往PXI总线,SCSI控制卡与cPCI采集卡在PXI总线上通过DMA方式直接交换数据,不需要CPU干预,使存储速度大大提高。为了测试系统的性能,由机载试验飞行对其性能进行了检验．     

基于SATA的高速CCD存储方案设计

航测图像具有分辨率高、数据量大等特点,为了将高帧频、高分辨率CCD相机的航测图像数据实时存储下来,当前的多PC机并行存储方法,已无法满足实时存储的要求,根据串行硬盘接口SATA协议,在可编程逻辑门阵列FPGA内实现了一种CCD图像数据的高速实时存储方案.此方案可以将数据采集、存储集成在单片FPGA内实现.利用V5FX70系列FPGA中的高速收发器GTX实现了SATA2.6协议,单盘速度可达到94.6 MB/S,若将多个盘组成硬盘阵列RAID,可以将CCD数据并行存储到SATA硬盘上.此方案单片FPGA最多可实现16个SATA硬盘接口,具有可高速、实时、稳定、便携等优点.     

SDRAM在大视场TDICCD空间相机中的应用

该文针对大视场空间相机中需要缓存的图像数据量大的问题,对高速大容量存储器SDRAM控制技术进行了研究。首先,说明了大视场空间相机中图像数据缓存的需要,根据CCD图像数据和图像缓存工作特点,提出了基于行使能和刷新操作驱动和基于仲裁策略的SDRAM控制器。然后,为了提高图像数据缓存可靠性,针对缓存小数据量场合,提出了(6,8)纠错算法,针对缓存大数据场合提出了RS(143,127)和RS(142,126)码纠错算法。最后,在XX-X空间多光谱相机样机的成像系统上进行了试验验证。实验结果表明:两种控制器工作频率能够达到131 MHz,正常工作时,行使能驱动控制器存取速度达到127.08 MBps,仲裁策略控制器存取速度达到139.788 MBps,两种纠错算法在507 B/row内可以纠正32 b错误。基本满足空间相机中的稳定可靠、高效率的缓存图像数据要求。     

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.     

大视场TDI CCD相机静态传递函数实时检测与记录系统

为了解决大视场TDI CCD相机静态传递函数(下面简称传函)检测过程中传函图像受环境影响较大、检测准确度不高等问题,设计了一种静态传函实时检测与记录系统。首先,根据大视场TDICCD相机静态传函图像特征,建立一个实时检测与记录的硬件和软件平台,实时接收相机输出的图像数据。其次,分析清晰靶标图像和模糊靶标图像的特征,设置区分两者的静态传函阈值,从实时接收的靶标图像中选取清晰靶标图像作为检测样本。然后,对靶标图像样本中的所有TDI CCD像元处的静态传函进行计算并做均值处理,将靶标图像样本的图像数据和静态传函值进行记录以便于后期分析处理。最后,对大视场TDI CCD相机5个通道进行静态传函的实时检测,记录20帧靶标图像样本的平均静态传函值,分析每个通道静态传函的标准偏差。实验结果表明:系统在选取0.01作为静态传函阈值的情况下,大视场TDI CCD相机每个通道静态传函值的标准偏差均小于1%,有效去除了模糊靶标图像引起的检测误差,提高了静态传函检测的精度和效率。     

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TMS320C6416的高速红外实时成像系统

以高速TMS320C6416 DSP为核心处理单元,研制了新一代的高速红外实时成像系统。为提高系统的性能,保证图像数据的完整性,提出了用环形缓存机制存储数据、采用基于消息机制的DMA方式进行数据传输的新方法。该系统方案新颖、工作可靠、能够很好地满足系统实时性能的要求。对系统的构成及实现原理进行了详细阐述。最后分析了系统的实时性能并给出了实验结果。     

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.     

一种CCD相机的视频处理电路设计与噪声分析

为使CCD相机系统能够捕获到高信噪比的图像,介绍了一种视频处理器TDA9965的应用电路设计,简述了其内部组成框图及工作原理。利用某型号TDI CCD作为系统传感器,成功实现了对CCD输出模拟视频信号的量化处理,能够使相机系统完成实时采集图像等任务。同时分析了视频处理器电路设计对相机系统图像信噪比的影响,以电源噪声为干扰源,具体计算了在电路设计不合理和改进设计后两种情况下,CCD相机图像信噪比的变化,并通过试验测试验证,合理的电路设计可以使图像的信噪比提高20 dB以上,从而说明了视频处理电路合理设计的重要性,为高速高信噪比CCD相机的研制提供了技术基础。     

基于SOPC的实时图像存储系统的设计

基于目前实时图像存储的解决方案研究的现状与发展趋势,本文研究了基于SOPC技术的实时图像存储设计方案。使用ALTERA公司的NiosII软核处理器作为总控制器,采用CCD传感器加ADV7181B视频解码芯片进行实时图像数据采集,SDRAM用来存放实时图像数据与程序,VGA控制器控制实时图像显示。     

线阵CCD数据采集与存储

在各种高精度线阵CCD的应用中，对像元输出信号进行快速采样、存储是很重要的一部分内容。以高精度线阵CCD TCD1501D为例介绍了一种基于SOPC技术的线阵CCD数据采集与存储系统的实现方法。在Altera公司的Cyclone EP1C6Q240C8上实现了CCD的驱动电路和A／D采样控制电路，使用两个小容量的FIFO和DMA方法完成了A／D转换结果的快速存储。设计简单灵活、集成度高、占用CPU时间少。     

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。     

SCSI到ATA协议转换机制的研究与实现

SCSI协议和ATA协议是当前存储市场运用最广泛的数据通道接口协议。文中提出了一种SCSI到ATA协议转换的设计方法,选用QLogic FAS466SCSI协议芯片,以AT91系列ARM处理器为控制核心,可以同时对SCSI总线和ATA总线进行操作。同时,提供了大容量的板载SDRAM,可以提高数据的吞吐率。     

基于ASPI架构的高速数据存储系统设计

本文设计了一种基于SCSI接口磁盘的高速数据存储系统.系统采用ASPI函数实现了SCSI设备驱动程序的开发,简化了开发过程.使用两块SCSI磁盘组成RAIDO阵,充分利用SCCI磁盘线性存储的特点,发挥了磁盘的速度优势.系统在实际工作中持续存储带宽能够稳定在IOOMB/s,达到了预期要求,证明了设计原理是正确的.     

基于C8051F060的微型生化分析仪高速数据采集系统

介绍了一种基于C8051F060单片机的微型生化分析仪高速数据采集系统.系统在CPLD产生的时序逻辑驱动下,以C8051F060单片机为控制核心,利用单片机片内集成的16位分辨率的A/D对CCD视频信号进行精确数据采集.为了加快数据存储速度,采用了DMA存储技术,使采样频率提高到300 kHz,满足了微型生化分析仪对高速采样的需求.实践检验表明,系统具有测试速度快、精度高、运行稳定、抗干扰能力强和成本低等特点.     

基于PCI Express总线的SAR回波数据实时记录系统

介绍了一种SAR回波数据的实时记录系统.此系统以普通PC机为开发平台,在其上集成了基于PCI Express(以下简称PCIE)总线的数据传输卡和SCsI RAID控制卡,二者共同控制数据的传输,由多块SCSI硬盘构成的磁盘阵列作为存储设备.PCIE数据传输卡采用PLX公司的专用接口芯片PEX8311来实现PCIE总线的接口逻辑.利用PCIE数据传输卡上两片FIFO数据缓冲区的乒乓切换和PC机内存共享缓冲区的环行存储技术保证了数据的连续接收.SCSI RAID卡基于64 bit,133 MHz的PCI-X总线,控制SCSI硬盘阵列的读写.此系统的稳定记录速度可达到100 Mbyte/s,目前已成功用于某SAR系统的测试中.