基于ata硬盘的图像存储和显示系统研究

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1、分类号：型92窆!!UDC：39编基于ATA硬盘的图像存储和显示系统研究ResearchonImageStorageandDisplaySystemBasedonATAHardDisk学位授予单位及代码：拯壹理工太堂(!Q!墨鱼2学科专业名称及代码：篮息曼通信王猩(!QQ垒QQ2指导教师：奎态熬援研究生：塞太鑫论文起止时间：2哑110_-2012．121MIIIIIllIlqllIMlllllllIIIIqlllY2529321长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《基于ATA硬盘的图像存储和VGA显示系统设计》

2、是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：然勉L年』月鱼长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅

3、和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。型年二月丝日丝年鱼月丝日邀墼名签者师作导摘要随着视频监控在日常生活的普及和应用，对监控系统的成本、传输速率、传输的可靠性和稳定性等提出了越来越高的要求，系统设备的通用性，兼容性，后期维护和扩容的方便性也是必须考虑的问题。论文以安防视频监控系统存储和显示作为研究对象，深入研究了输入图像数据的缓冲、存储、回读和显示等问题，为今后安防视频监控系统应用的开发和实现高速图像数据获取与显示奠定基础。本文首先简要介绍了安防

4、视频监控系统存储和显示的必要性和重大意义，对ATA硬盘存储发展现状，以及VGA显示技术应用范围和概况做了介绍，然后对系统进行了总体设计，最后对各部分进行了设计并进行了仿真验证。在监控系统中，为提高ATA接口硬盘存储空间的利用率，需把多路图像数据进行单路位宽变换和多路拼接后再存储，并且外部输入的连续数据流速率和ATA硬盘的断续写入操作不同步，需要进行数据缓冲以避免数据存储错误，此要耗费大量的时序和存储资源；由于FPGA内部资源数量大时价格及其昂贵，CPLD和外部FIFO价格相对便宜，故采用CPLD加FIFO的数据缓冲方式，FPGA仅完成与ATA接

5、口硬盘接口的存储时序控制。另外可通过USB2．0控制芯片进行A1队接口硬盘中的图像数据回读，检查已经存储数据的正确性。在VGA显示部分，首先采用FPGA从ATA硬盘中读出图像数据，进行数据拆分后以行为单位送入外部FIFO中进行缓存，然后采用SRAM内部分区的方式进行以帧为单位的图像数据缓存，高速间歇方式写入和读出SRAM中数据，并使用FPGA内部的FIFO实现SRAM读出数据缓冲，最后以整帧连续数据流的方式输出，经VGA接口芯片转换为模拟信号后即可送入监视器进行显示。针对视频监控图像数据存储和显示的特点，采用可编程逻辑器件(包括FPGA和CPL

6、D)设计了相应的数据存储和显示方案，系统灵活易满足不同的应用需求，解决了ATA硬盘的存储数据宽度和输入数据不一致及写入操作不同步问题，克服了ATA硬盘的存储数据宽度和输出数据不一致且读出操作不同步问题，从而满足高速连续数据流不问断存储并即时显示要求。结合实际应用，使用FPGA、CPLD、外部F巧O、USB2．0控制芯片、外部视频接口芯片等完成了硬件电路设计，分析了各部分的时序和接口关系，并采用VHDL语言完成了部分程序的编制和仿真，验证了设计系统的部分功能，证明满足设计要求。关键词：视频监控；ATA硬盘；FPGA；VGA显示ABSTRACTAl

7、ongwiththevideomonitoringinthedailylifeofpopularizationandapplicationofthecostofmonitoringandcontrolsystem，transmissionrate，transmissionreliabilityandstabilityofputforwardmoreandmorehighdemand,systemequipmentgeneral，compatibility，latermaintenanceandflashoffriendlinessisalsom

8、ustconsiderthequestion．Takingsecurityvideomonitoringsystemtostoreanddisplay