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1、《现代电子技术》2007年第5期总第244期þ电子技术应用ü线阵CCD数据采集与存储王宝涛,亓夫军,褚建平(中国海洋大学山东青岛266071)摘要: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CCDTCD1501D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CycloneEP1C6Q240C8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
2、活、集成度高、占用CPU时间少。关键词:电荷耦合器件;数据采集与存储;DMA;FIFO中图分类号:TP33文献标识码:B文章编号:1004373X(2007)0516903LinearArrayCCDDataAcquisitionandStorageWANGBaotao,QIFujun,CHUJianping(OceanUniversityofChina,Qingdao,266071,China)Abstract:IntheapplicationofvariouskindsofhighaccuracylinearC
3、CD,itisimportanttosampleandstoredataquickly.TakingTCD1501Dforexample,ithasintroducedamethodtoacquireandstorethedataoflineararrayCCDwithSOPCtech2nique.ThissystemhasrealizedtheCCDdrivingcircuitandA/DcontrollercircuitonAltera′sCycloneEP1C6Q240C8chip.U2singtwolitt
4、leFIFOsandDMAtechnique,itcanstoragetheA/Dresultsinhighspeed.Thisdesignisflexible,high2integratedandtakeslittleCPU′stime.Keywords:CCD;dataacquisitionandstorage;DMA;FIFO本文介绍了一种用SOPC(SystemOnaProgramma21引言bleChip,可编程片上系统)技术实现的线阵CCD的数据CCD(ChargeCoupledDevices,电荷耦合
5、器件)是20采集和存储方法。SOPC是指用可编程逻辑技术把整个世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件。他系统放到一块硅片上。他是一种特殊的嵌入式系统,以大具有光电转换、信息存贮等功能,而且集成度高、动态范围容量的FPGA为载体,具备软硬件在系统可编程的功能。大、线性好、信噪比高,在很多领域都得到广泛应用。CCD该方法在FPGA内部实现了CCD的驱动时序逻辑、A/D器件按形状可分为线阵CCD器件和面阵CCD器件。线采样控制逻辑、定制了2个深度为128的FIFO以及Nios阵CCD器件多用于扫描仪、光谱测量和尺
6、寸测量系统;面Ⅱ处理器。FIFO直接挂接到系统的Avalon总线上,2个阵CCD多用于摄像、图像处理、数据存储、机器人视觉等FIFO以“乒乓”的方式接收A/D转换的结果,再使用领域。DMA(DirectMemoryAccess,直接存储器访问)技术将在各种高精度线阵CCD应用系统中,需要对像元输FIFO中的数据转存到大容量存储器SDRAM中。下面以出信号进行快速采样、存储及数据处理。CCD典型工作线阵CCDTCD1501D和高速A/D转换器TLC876为例,频率是1MHz,很容易找到满足要求的A/D转换器,关键详细
7、介绍使用SOPC技术实现CCD数据采集存储的在于如何实现高速数据存储。若用单片机实现CCD输出过程。信号的高速数据传输及存储,则受指令执行时间和CPU时钟的限制,以致采样速率一般都不超过MHz级。通常2系统的硬件组成采用硬件方法,将转换好的数据直接写入高速缓存,常见2.1线阵CCD器件的高速缓存有:FIFO、双端口RAM、高速静态随机存储器TCD1501D器件是日本东芝公司生产的一种高灵敏(SRAM)。前两种器件要实现大容量存储的成本都比较度、低暗电流、宽动态范围的的二相线阵CCD图像传感器高,SRAM应用较为广泛
8、。(5000像元),内置采样保持电路,可应用于测量及光谱分收稿日期:20060619析等领域。961电子技术王宝涛等:线阵CCD数据采集与存储2.2A/D转换器号,然后连续输出S1～S5000有效象素单元信号。第S5000TLC876是美国TI公司生产的一种新型10位高阻抗信号输出后,再输出12个哑元信号,以后便是空驱动。在并行模数转换器件,转换速率为20M
