基于FPGA的高速图像数据存储系统-论文.pdf

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1、第42卷第2期应用科技Vo1．42NQ．22015年4月AppliedScienceandTechnologyApr．2015doi：10．3969／j．issn．1009—671X．201503016网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kems／detail／23．1191．U．20150408．1448．001．html基于FPGA的高速图像数据存储系统李超，吕晓龙哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001摘要：为满足高速全景图像的实时无损存储的需求，设计了基于现场可编程门阵列(field—programmablegatearray，

2、FP—GA)的SATA阵列和TF卡阵列嵌人式存储系统。用2片FPGA作为控制器，分别负责全景图像的采集处理任务与存储传输任务，设计了8层PCB板级硬件系统并对高速数字信号线进行了细致的阻抗匹配，并设计了支持SD3．0协议的RTI级控制器。实际测试TF卡阵列存储平均速度为227．36MB／s，峰值速度达293MB／s，实现了数据的高速存储功能。关键词：全景视觉；现场可编程门阵列；TF阵列；SD3．0；高速存储；阻抗匹配中图分类号：TN911文献标志码：A文章编号：1009．671X(2015)0244—04High—speedimagedatastoragesyst

3、embasedonFPGALIChao，LYUXiaolongCollegeofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，ChinaAbstract：Inordertosatisfytheneedforthereal—timeandloss—lessstorageofahigh—speedpanoramicimage，anembeddedimagedatastoragesystembasedonFPGAwithSATAarrayaswellasTFcardarrayisdesigned．Thecontr

4、ollerconsistsoftwopiecesofFPGAs，whichandtheyareinchargeofcollecting／processingandstoring／trans—fermissionsofthepanoramicimagerespectively．Further，ahardwaresystemwithaPCBboardofeightlayersisdevised，andanimpedancematchisperfomledforthehigh—speeddigitalsignallines．Then，anRTL-levelcontrol

5、—lerthatsupportesSD3．0protocolisprojected．Finally，theactualtestshowsthattheaveragespeedofTFcardsar—rayis227．36MB／sandthepeakspeedisupto293MB／s，thusahigh—speedstoragecapacityofthedataisa—chievedbythedevelopedsystem．Keywords：panoramicvision；field-programmablegatearray(FPGA)；TFarray；SD3．

6、0；high—speedstorage；im—pedancematching随着图像传感器制造技术的高速发展，数码相集系统，构建基于现场可编程门阵列(Field—Pro．机的分辨率和速度都有大幅提升，因此对图像的处grammableGateAray，FPGA)的专用嵌入式高性能理能力和存储能力都提出了越来越高的要求。与图像实时存储系统，满足数据的高速、大容量、实时PC系统相比，嵌入式的图像采集、处理和存储系统性的要求。具有高速的处理和存储数据的能力，实时性强并具西安电子科技大学的NANDFlash存储阵列容有大数据量、小型化的特点。量为800GB，存储速度达到30

7、0MB／s¨。中科院全景视觉视野范围可以达到180。～360。，广泛空间中心以NANDFlash作为存储介质，以四级流水应用于监控、视觉导航、太空探测、机器人等领域。线的方式，最高存储速率达500Mbit／s，存储容量达由于全景图像数据量大且速度快，很难实现图像采128Gbit，并可以扩展J。信亿科技的ANS一9012固集之后的实时无损存储，本文针对高速全景图像采态硬盘，采用SDHC卡阵列作为存储介质，平均读取速度为121．4MB／s。台湾友晶公司的DE4开发平收稿日期：2015-03—19．网络出版日期：2015—04-08．台，以AlteraStratixIV

8、GX系列的