多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法技术

本发明专利技术公开了一种多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法，包含以下步骤：根据探测器输出的多通道LVDS信号间的延时间隔，配置每个通道的延时电路的延时参数，实现多通道LVDS信号的初步时序对齐；根据不同的串行化因子，采用预设的串并转换方法，得到每一通道的灰度值，将每个通道采集到的像素值分别采用异步FIFO进行缓存，依据探测器的输出逻辑规律，生产一幅完整图片。检测到探测器主频的调整信号，采用预设的字对齐和位对齐算法，完成像模式实时调整。本发明专利技术易于实现，精度高，普适性强，集成度高，自适应能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电探测
，具体涉及一种多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法。
技术介绍
随着空间对地观测技术的不断提升，大面阵、高分辨率的探测器得以广泛应用。为了实现高速成像的性能，这类探测器的输出信号数据吞吐量达10Gbps～15Gbps，采用多通道高速SDR LVDS信号或DDR LVDS信号来实现。为了保证信号的完整性，降低信号电磁干扰，实现系统的稳定性，多通道高速的LVDS信号各个通道之间一般具有时间间隔。这就要求在信号的接收端采取一定的措施进行处理，使得所有通道数据采集实现同步，保证其正确性。通常的做法是，对先到达到通道通过延时电路进行延时，等待后到达的通道一起传递到下级采集程序当中。高精度的延时电路实现起来非常复杂。现有技术中，采用FPGA来进行LVDS信号的采集成为设备高度集成化、小型化设计的有效手段，能够有效避免采用传统的电平转换芯片带来的电路板布局分散，电磁干扰突出等问题。以Xilinx的FPGA为例，常采用IOSERDES来处理高速串行信号。但是这些串行/解串硬核只支持特定格式的LVDS信号，如2bit、4bit、6bit、7bit、8bit的SDR(单边沿)信号，或者2bit、4bit、6bit、8bit的DDR(双边沿)信号，对于某些特殊领域探测器输出的特殊信号，如12bit的DDR LVDS信号则没有有效的解决方案，需要用户自行设计。空间对地监测过程中各种特殊任务需要探测器工作在不同的模式，要求探测器的工作主频能够根据任务指令进行调整，同时在满足相同性能指标的情况下，电子学部分主频越低，功耗也越小。主频调整的过程中，LVDS信号采集的字对齐和位对齐也要相应调整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法，能够以稳定的、可控的手段解决具有不同时间间隔的多通道LVDS信号采集，能够普适的解决各种不同串行化因子的串并转换，能够自适应的根据采样主频的变化调整探测器图像采集的各项参数，易于实现，精度高，普适性强，集成度高，自适应能力强。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法，其特点是，所述的探测器包含不同延时间隔的多通道LVDS信号，不同通道LVDS信号间的延时间隔由对应通道的延时电路进行时序对齐，所述的延时电路由FPGA实现，所述的延时电路包含n个级联串接的延时模块，每一延时模块包含m个串接的延时单元，该图像采集方法包含以下步骤：S1、根据探测器输出的多通道LVDS信号间的延时间隔，配置每个通道的延时电路的延时参数，实现多通道LVDS信号的初步时序对齐；S2、根据不同的串行化因子，采用预设的串并转换方法，得到每一通道的灰度值，将每个通道采集到的像素值分别采用异步FIFO进行缓存，依据探测器的输出逻辑规律，生产一幅完整图片。所述的多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法还包含步骤S3；所述的步骤S3包含：S3、检测到探测器主频的调整信号，采用预设的字对齐和位对齐算法，完成像模式实时调整。所述的步骤S1中配置延时电路的延时参数的计算公式为： t k = 0 , ΔT k ≤ Δ t m · Δ t , Δ t < ΔT k ≤ m m a x · Δ t n · m m a x · Δ t + m · Δ t , ΔT k > m m a x · Δ t ]]>式中，tk表示实际延时时间，n表示级联串接的延时模块的个数，取值范围为0,1,2,…,nmax，Δt表示一个延时单元可设置的延迟时间，m表示一个延时模块可以设置的延时级数，即延时模块中包含延时单元的个数，取值范围为0,1,2,…,mmax，ΔTk表示LVDS信号间的延时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法，其特征在于，所述的探测器包含不同延时间隔的多通道LVDS信号，不同通道LVDS信号间的延时间隔由对应通道的延时电路进行时序对齐，所述的延时电路由FPGA实现，所述的延时电路包含n个级联串接的延时模块，每一延时模块包含m个串接的延时单元，该图像采集方法包含以下步骤：S1、根据探测器输出的多通道LVDS信号间的延时间隔，配置每个通道的延时电路的延时参数，实现多通道LVDS信号的初步时序对齐；S2、根据不同的串行化因子，采用预设的串并转换方法，得到每一通道的灰度值，将每个通道采集到的像素值分别采用异步FIFO进行缓存，依据探测器的输出逻辑规律，生产一幅完整图片。

【技术特征摘要】
1.一种多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法，其特征在于，所述的探测器包含不同延时间隔的多通道LVDS信号，不同通道LVDS信号间的延时间隔由对应通道的延时电路进行时序对齐，所述的延时电路由FPGA实现，所述的延时电路包含n个级联串接的延时模块，每一延时模块包含m个串接的延时单元，该图像采集方法包含以下步骤：S1、根据探测器输出的多通道LVDS信号间的延时间隔，配置每个通道的延时电路的延时参数，实现多通道LVDS信号的初步时序对齐；S2、根据不同的串行化因子，采用预设的串并转换方法，得到每一通道的灰度值，将每个通道采集到的像素值分别采用异步FIFO进行缓存，依据探测器的输出逻辑规律，生产一幅完整图片。2.如权利要求1所述的多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法，进一步包含步骤S3；所述的步骤S3包含：S3、检测到探测器主频的调整信号，采用预设的字对齐和位对齐算法，完成像模式实时调整。3.如权利要求1所述的多通道LVDS时序对齐探测器图像采集方法，其特征在于，所述的步骤S1中配置延时电路的延时参数的计算公式为： t k = 0 , ΔT k ≤ Δ t m · Δ t , Δ t < ΔT k ≤ m m a x · Δ t n · m m a x · Δ t + m · Δ t , ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉娇，刘宗明，胡益飞，孙俊，陈文，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31