cmos相机控制及图像的大数据传输系统设计

《cmos相机控制及图像的大数据传输系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案CMOS相机控制及图像数据传输系统设计时间：2009-06-0311:04:11来源：国外电子元器件作者：杨伟程，李鹏西安电子科技大学摘要：介绍了相机控制接口与数字图像传输系统的设计方案，该系统是以EP2S30为传输通道控制核心实现基于PCI板卡的数字图像传输，采用FPGA模块设计和简洁的PCI9054中断控制，电路结构紧凑．功能完善，下载的图像质量较高。关键词：FPGA；数据传输；PCI板卡：数字相机配置1引言   高速数字图像采集系统是一种研究瞬间发生的物理现象的有效工具。在军工靶场测量中，需要跟踪、

2、测量快速飞行目标的飞行实况，并分析、处理其测量数据。为了提高测量精度，普遍采用高帧频数字图像采集系统。因此，这里给出了CMOS相机控制及图像数据传输系统设计方案。2方案设计   该系统设计通过上位机串口发送命令字给控制系统，控制系统解析命令字控制整个系统的擦除、记录及下载。图1是该系统设计的结构框图。   上位机按照RS485协议以某一频率发送串行数据流到控制逻辑模块，数据流中包括相机配置命令、相机曝光脉冲宽度及其他需要存储的数据信息。控制逻辑模块按照数据帧格式解析这些数据信息，从而控制整个系统运行。在上位机软件设计

3、中，软件程序通过检测PCI9054中断决定发送图像下载命令，从而完成图像下载的握手操作。3传输系统接口设计3．1图像数据接口   数字相机采用MCl31X，相机接口为CameraLink扩展接口，相机中DS90CR287将28位CMOS/TTL数据转换成4路LVDS数据流，控制板采用DS9OCR288将4路LVDS数据流转换成28位CMOS/TTL数据，作为整个系统图像数据源。图2是其原理框图。精彩文档实用标准文案   相机高速LVDS数据流经过3个DS90CR288转换成10×8bit数据流，1路帧信号，3路行信号

4、及3路像素时钟信号。这些信号存人存储模块，从而提供图像数据。3．2相机控制接口   相机命令接口支持RS232通信协议，相机控制命令通过上位机RS485串口发送至控制板．经电平转换后输入至FP-GA，由于RS485与RS232数据协议格式相兼容．故通过FP-GA可直接与相机接口相连，相机接口发送配置命令采用DS90LV047A型接口器件，而采用DS90LV048A接收相机反馈信息。图3是相机控制接口原理框图。3．3图像传输通道   上位机通过RS485串口向控制逻辑模块发送读写控制命令，该控制逻辑模块可控制存储模块的

5、读写及擦除操作。图4是图像传输通道设计框图。CMOS相机控制及图像数据传输系统设计精彩文档实用标准文案时间：2009-06-0311:04:11来源：国外电子元器件作者：杨伟程，李鹏西安电子科技大学   控制逻辑全部由FPGA实现，FPGA采用ALTERA公司的EP2S30F67214，其主要性能指标为：ALUT为12480；I／O引脚为367个；存储容量为419．328Kbit；PLL个数为6；DSP的数据流速率则大于250MHz。图像下载传输通道流程：上位机发送控制命令帧，控制逻辑模块接收并解析该控制命令帧，输出

6、至存储模块，使存储模块处于图像下载状态；由于存储模块的Flash需触发读取，故采用命令触发该控制命令帧帧头；存储模块向控制逻辑模块并行输出数据，控制逻辑模块首先缓存一定容量数据，然后按串行同步传输协议输出到上位机PCI板卡的FPGA控制逻辑；待接收到全部数据则触发PCI9054的DMA中断，上位机程序通过DMA将一次传输数据写入内存并存储至硬盘；如此循环，直到停止下载图像数据为止。4FPGA控制模块设计   通过介绍传输系统各接口设计，FPGA控制逻辑是整个系统设计的核心，各FPGA控制逻辑是在QuartusII开发

7、环境中设计。4．1相机控制接口及上位机命令接口   该模块实现相机配置命令传输、相机曝光脉冲产生及上位机命令帧解析。FPGA中的RS232串行接收模块接收命令帧数据流，通过帧头捕捉确认命令帧数据流，并解析出读写命令控制信息、曝光脉冲宽度信息等。图5为相机控制接口与上位机命令接口模块设计。4．2图像传输通道模块   存储板同步传输时钟和并行数据，控制逻辑收发模块依据时钟锁存数据缓存至双口RAM，缓存至40KB数据时，开始读取数据，加同步传输帧头转换成串行数据流，从而同步传输200MHz时钟输出至PCI板卡。图6为图像传

8、输通道模块设计。精彩文档实用标准文案5结语   该系统设计的控制逻辑模块均由FPGA实现，该FPGA工作电路稳定，数据流速度高，可满足大容量图像数据高速传输要求，采用握手传输方式，可有效防止上位机因不能及时响应中断而丢帧的情况。该传输系统是某高速大容量存储输出系统的图像输出模块，已应用于某光测设备。其实际工作频率为400Hz，存储容量为100G