基于pci总线的视频采集系统的设计

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1、东北大学硕士学位论文第一章绪论快，其方便易用的连接方式深受广大用户的喜爱，采用USB串行总线的视频采集设备正逐步占据着举足轻重的地位。与USB相比，PCI总线在总线数据传输速率上仍有一定的优势。但是PCI总线规范十分复杂，独立设计接口逻辑难度很大。而PCI通用接口芯片对PCI协议有良好的支持，其方便的接口大大的减少了PCI板卡设计者的工作量，设计者只需要集中精力考虑时序逻辑关系较为简单的局部总线，而无需深入了解PCI的总线规范。除了通过PCI通用接口芯片进行PCI板卡设计可以简化设计以外，通过F

2、PGA进行PCI接口设计也有这样的好处，很多FPGA制造商都提供了PCI接口宏核逻辑，用时根据需要设置局部总线信号，然后将宏核逻辑写入FPGA，以这种方式来开发PCI板卡也可以简化设计，提高效率。伴随着PCI技术以及以多媒体技术为代表的信息产业的快速发展，人们对视频信息的需求愈来愈强烈，图像采集与分析显得越来越重要llJ。1．2．1视频采集系统的历史及现状80年代是微处理器的年代，视频采集系统利用微处理器固件发展的矩阵切换器，将原来分散的全硬件视频监控系统微型集中化，如将视频切换、对前端的控制等

3、功能集合一起，一机处理是技术上的一个突破。目前在国内外市场上，主要推出的是数字控制的模拟视频采集系统和数字视频采集系统两类产品。前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，并在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛。后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频采集系统，该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起，但仍需进一步完善和发展。目前，视频采集系统正处在数控模拟系统与数字系统混合应用并将逐渐向数字系统过渡的阶段。1．2．2视频采集系统的发展趋势视频采集系

4、统的发展方向是前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频采集系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频采集系统发展的最大两个特点就是数字化和网络化。数字化是2l世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡【l】。现在的图像采集卡呈现出几大发展趋势：(1)与网络结合，实现远程图像采集。如National

5、Insh'uments在开发其软件LabView，．2．东北大学硕士学位论文第一章绪论PXI／CompaetPCI用于图像测量、识别的同时，逐渐把目光转向基于网络环境的图像捕捉【l】。(2)随着硬件的发展，图像卡越来越趋于高性能、低价位。如Foreseesight致力于工业、医学图像的应用，提供高速、高清晰的图像捕捉卡【1】。(3)采用嵌入式的图像捕捉设备，将视频采集系统的所有功能都集成在一个小小的电子设备上，携带方便，使用简单口】。(4)由于有各种特殊的需求和环境，在很多情况下，开发人员更愿意

6、抛弃专业图像卡厂商的产品，开发专属的图像设备吼1．3本文的主要工作论文所设计的是基于PC／总线的视频数据采集系统，它与现有商用采集卡的不同之处在于它主要用于抓拍违章车辆的车牌号码，所以要求的图像比较小，加入CPLD可以达到抽帧的效果，并且为以后加入压缩功能的DSP做好准备，使设计更加灵活。此采集卡用SAA7111作为模数转换器，并用单片杌模拟，2c总线对其进行芯片的初始化，用PLX公司的PCI9052作为PCI总线接口芯片，用片外容量为2K的FIFO作为视频数据采集的前端和PCI总线的数据缓冲，

7、复杂可编程逻辑器件CPLD用以实现缓冲器的控制，一路模拟采集以16位YUV422数据形式输出，采集速度为13．5MHz，同时简单介绍设驱动程序的开发，实现在whdows2000／)卫操作系统下的安装和配置，编写视频采集应用程序，为之后的图像处理做准备。1．4全文的结构概述论文在第一章介绍了本课题的研究背景与意义，第二章介绍视频采集系统的工作原理与整体软、硬件设计，PCI总线规范。第三、四章是本论文的核心部分，着重介绍整个系统的硬件和软件的设计。第五章主要说明系统实现过程中出现的问题以及解决方案。

8、最后对工作做了总结与展望，并提出了自己的意见。．3．东北大学硕士学位论文第二章工作原理与总体设计2．1视频采集系统方案的选择设计图像采集卡的时候，在芯片和结构上有很多种选择，根据本设计的需要，下面对几种方案进行分析比较。(1)视频采集模块的方案选择：第一种方案：采用高速模数转换器对视频信号进行模数转换，把黑白参考电平之间的模拟量进行分级。采用位数越高的模数转换器采样后的图像越精确，表现力越强，但提高应数的同时也带来了数据量的大幅度增长。对于彩色视频信号进行采集时则需要采用多个模数变换器，这使得电