高速Cameralink图像数据光纤传输系统设计

Cameralink接口是目前工业数字相机的主要图像输出接口。但受传输距离限制,在远程视频网络中,图像数据一般以光信号传输。针对Cameralink接口相机在光纤网络中应用的这一具体问题,对Cameralink接口光纤传输系统进行了研究。设计的传输系统可兼容多种像素时钟的相机,最高传输带宽达到1.92Gb/s,可满足1024×1024相机100帧/秒拍摄频率下的数据量要求。     

基于FPGA的多路Cameralink数字图像光纤传输系统

为了满足航空光电吊舱多路Cameralink数字图像传输的需要,设计了以可编程逻辑器件(FPGA)作为核心处理器的多路Cameralink数字图像光纤传输系统。利用编解码芯片完成了Cameralink数字图像输入输出的信号转换。设计了异步FIFO数据缓存模块,解决了像素时钟域与Aurora协议用户时钟域的匹配问题。采用Aurora 8B/10B协议进行图像数据的编码、转换,结合高性能的波分复用光模块完成多路数字图像的传输。实验结果表明,数字图像数据传输的误码率低于10~(-12),图像传输效果清晰稳定。能够应用于多路Cameralink数字图像的传输。     

基于FPGA的CMOS工业相机设计

针对传统的工业相机成本高昂、灵活性差的缺点,设计了基于FPGA的CMOS工业相机。在分析工业相机原理的基础上设计了CMOS工业相机的硬件电路,利用FPGA配置图像传感器并采集图像数据,然后在FPGA中缓存处理,最后通过Camera Link接口输出图像数据。仿真结果显示,该相机可以以20 f/s的帧频输出960P的图像数据,同时该相机可稳定连续工作,相机可将图像处理算法移植进来,有着较好的灵活性。     

大视场视频图像采集及SDI显示设计

针对Camera Link接口的大视场高速相机的图像实时存储显示及实时跟踪显示的实际需求,设计了一种基于FPGA的大视场视频图像采集及SDI显示系统.采用了Altera公司的FPGA EP2S90F1020为核心处理器件,外接两片SDRAM MT48LC4M32的硬件系统.提出了基于FPGA的图像实时缩放、Bayer格式彩色图像实时转换为SDI显示的方法,实现了将CameraLink接口的大视场彩色视频图像在SDI视频图像上的实时显示.实验结果表明,该设计方法能将Camera Link接口2048×2048、100 Hz的视频图像实时转换为1920×1080、25 Hz,1280×720、25 Hz或720×576、50 Hz三种SDI制式显示.在FPGA环境下,采用该设计方法,整幅图像处理时间为8.7 ms,满足系统的实时性要求,为大视场视频图像在嵌入式系统的实时显示提供了一种有效的实现方法.     

光电跟踪设备中光纤通信系统设计

为实现高数据传输率、强抗干扰性和超低误码率的目标,采用光纤通信技术传输高帧频、高分辨力的数字图像数据。本设计针对Cameralink接口红外图像数据源,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)控制的自适应分辨率和帧频的光纤收发系统,采用了低成本SPARTAN6器件XC6SLX45、串并转换芯片组DS90UB903/904、小型化单模小封装可插拔(SFP)单纤双向收发光模块,实现了双路图像光纤收发功能。其中FPGA接收Cameralink接口图像数据,进行图像转换处理,再通过内部集成电路(I2C)总线控制串并转芯片组实现自适应图像串行化和解串功能,并驱动光模块实现光电转换。本设计实现了分辨率640×512、帧频100 Hz红外图像数据的发送和接收功能,并通过了各项环境试验,已应用于实际型号项目中。     

基于FPGA的高速图像存储系统的设计

针对遥测试验中产生的高帧频、高分辨率的图像数据实时存储等问题,设计了一种高速图像存储系统。该系统以Spartan 6系列FPGA作为核心处理器,采集高速工业相机以base模式输出的像素数据,并对DDR3缓存时序进行优化,最后通过SATA2.0接口存入固态硬盘中。试验完成后,通过千兆以太网接口回读数据至上位机并进行显示。测试结果表明,该系统能够对71 f/s帧频、2048×1088像素的高速图像数据进行长时间可靠存储与显示,该设计有较高的移植性和应用价值。     

基于FPGA的Camera Link转HD-SDI接口转换系统

由于Camera Link相机具有接口复杂、传输距离近等局限性,设计并实现了一种基于FPGA的Camera Link转HD-SDI接口转换系统。该系统采用Altera公司的EP2S60F1020高性能FPGA完成图像数据的采集并按SMPTE274M标准编码;为解决Camera Link相机输出数据同HD-SDI输出图像行、场时间不同的问题,采用3片SDRAM作为帧缓存模块,延迟1帧输出;编码完成的数据输出到并串转换芯片LMH0030,从而得到HD-SDI格式的视频输出。由于Camera Link相机输出数据同HD-SDI输出图像的帧频并不绝对相同,每隔708帧必须丢去一帧数据,从而导致输出时固定丢帧,但FPGA对图像的处理并不会丢帧。实验结果表明,本系统能够将Camera Link相机输出的图像数据转换成HD-SDI输出,并用采集卡采集到图像数据。     

千兆网络传输采集卡开发与网络驱动设计

针对工业在线图像采集与传输设计千兆网络传输采集卡,采集卡采用DSP加FPGA架构搭建,实现Cameralink相机接口图像采集与预处理功能,并通过光电隔离读取控制信号对在线产品队列实现信息记录功能。主要讨论DSP与千兆PHY芯片的RGMII模式硬件接口设计及DSP端千兆网络驱动设计。通过多种不同大小数据包发送方式测试千兆网络性能。结论显示本采集卡的千兆网络传输具有较高的传输效率,符合工业实时在线采集传输功能要求。     

在FPGA中实现SPI与总线接口转换

FPGA和CPLD可编程逻辑器件具有可编程的特点,这为不同接口之间转换提供了灵活性。具有SPI接口或总线接口的各种芯片在电路设计中的应用日益广泛,为了能够对这些芯片进行设置以及实现相互之间的数据传输,往往需要在它们之间进行接口转换。主要介绍了在FPGA中通过对接口时序和接口速率的处理,实现SPI接口与总线接口转换,完成了M68HC912B32和P89C51RD2FA之间的数据双向传输,并给出了实现方案、仿真结果以及硬件调试结果。     

红外Cameralink相机合成信号源设计

光电跟踪设备与控制舱之间图像数据和控制信息的传输对光电设备正常工作是至关重要的。为了在实验室完成对光电跟踪设备的传输系统的模拟调试,设计了图像数据和附加信息的合成信号源。本设计基于CameraLink接口的相机,以Altera公司的FPGA为核心,配合CameraLink接口电路、附加信息的串口转换电路完成硬件设计;FPGA采用两个内部DPRAM配合工作,均使用不同读写时钟,通过控制读写使能和地址变换完成图像数据和附加信息的逻辑设计。结果显示系统在外同步信号控制下,正确完成信息合成,可由图像采集卡正确采集和显示。     

基于EMIF接口的图像处理系统设计

设计一种以DSP为核心,FPGA协助数据采集、传输的图像处理平台。DSP运行复杂图像处理算法,通过EMIF接口和FPGA进行高速数据传输。FPGA对EMIF接口进行扩展,将图像传感器、SDRAM存储器、USB接口等统一到EMIF接口,提高系统的集成度和灵活性,实现DSP与FPGA、外设之间数据准确、高效、可靠的传输。实验表明,该系统满足实时性设计需求,易于扩展和升级,具备较强的通用性。     

基于FPGA的高速通信系统研究

介绍了以FPGA为核心基于LVDS接口的高速通信系统。系统通过FPGA将并行输入的信号组成特定的串行帧格式,并用LVDS接口发送。电缆驱动器及接收均衡器芯片用于加强系统远距离数据传送的能力,以保证200m同轴电缆的数据传输。系统使用串行同步方式传输,接收端首先通过时钟恢复芯片从串行数据帧中提取同步时钟,然后接收串行数据帧并恢复原信号。系统灵活性强、稳定性高,单路传输逮度高达120Mb／s。     

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。     

基于ARM和FPGA的微加速度计数据采集系统设计

基于常用的MEMS惯性器件微型加速度计,介绍一种采用ARM和FPGA架构来采集加速度数值的设计方案,微加速度计的模拟输出信号经A／D芯片转换后由FPGA进行处理和缓存,然后ARM接收FPGA的输出数据并对数据进行显示和存储,对如何用FPGA实现该数据采集系统的传输控制和数据缓存,以及FPGA与A／D转换芯片和ARM的接口设计给出了说明,实现了加速度数值的采集、传输、显示和存储,该方法配置灵活、通用性强,可以较好地移植到相关器件的数据采集系统中。     

基于FPGA和USB接口的多通道数据采集系统

针对实现多通道测距雷达信号的数字化采集的目的．设计了一种基于FPGA和USB接口的多通道数据采集系统。该系统采用在FPGA芯片中构建多个数字逻辑模块的方法,实现对AD芯片模数转换过程的控制。并利用IP核在FPGA中构建存储器,对采样得到的数据进行缓存,最后通过USB2．0接口芯片将缓存中的采样数据及时传输至上位机。通过...     

一种电力监控与数据采集系统设计

介绍了一种电力监控与数据采集系统设计,给出了系统总体设计方案,并针对信号调理电路、A/D转换电路、FPGA及外围电路、USB接口以及电源模块电路进行了详细介绍。该电力监控与数据采集系统采用USB＋FPGA结构,在提高传输速率的同时也增加了系统的数据存储与预处理的灵活性,具有较强的适用性。     

基于PC104总线高精度数据采集板卡硬件的设计

基于PC104总线,采用先进的现场可编程门阵列（FPGA）^[1]器件制作的数据采集板卡,实现数据的高速采集。经试验测试表明,该数据采集板卡具有高速数据采集,此外PCI04总线接口具有良好的数据传输能力,能满足高速信号传输的要求。