通用多路数字图像模拟源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种通用多路数字图像模拟源，包括ＵＳＢ＼网络接口卡和若干个功能子卡，ＵＳＢ＼网络接口卡和各个功能子卡之间通过背板总线相互连接，所述的ＵＳＢ＼网络接口卡包括一核心处理器，核心处理器与开关、１２Ｃ总线、ＦＰＧＡ、驱动分别连接，ＦＰＧＡ与ＵＳＢ／网络收发单元连接，驱动与背板总线连接；所述的各个功能子卡能够同时完成相应线路图像模拟源的发送，每个功能子卡由存储器、ＦＰＧＡ控制器、ＬＶＤＳ输出驱动依次连接。本实用新型专利技术采用ＦＰＧＡ作为控制器处理图像，可编程时钟与ＦＰＧＡ内部ＰＬＬ相结合做为时钟源，利用ＬＶＤＳ接口实时可控输出图像，可同时输出８路图像数据，每路数据可分别控制其辅助数据、输出数据格式、输出数据时钟、输出图像的起始行和终止行等信息。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子与信息
，具体涉及一种通用多路数字图像模拟源。
技术介绍
在化学品检测、医学成像、水果检测、航电测量等领域，相机正朝着多路、多速率、 多数据格式的方面发展。比如经常会用的多光谱相机、面阵相机、线阵相机等。每一种相 机都拥有其独特的特性，多光谱相机的图像数据由红谱段、绿谱段、蓝谱段、近红外谱段四 路数据组成；线阵数据则只有一路数据。高速率的相机也源源不断的产生，比如CCD相机 的像元时钟范围从10MHz 40MHz，而随着电子信息技术的不断发展，其频率范围即将超过 lOOMHz。 作为接收相机数据的后续处理设备，首当其冲的就是要与相机输出接口保持一 致，设备必须经过严格的测试后方能投入使用.如果在每一次的测试过程中，后续处理设 备均与其前端的CCD相机系统对接，势必会造成时间和物力的浪费.为了保证图像处理后 续设备(如图像压縮设备)研发和测试的顺利进行。 以往的图像模拟源性能比较单一，只能以固定的像元时钟和特定的数据格式发送 图像，且相机数据前导部分的图像辅助数据进行更改时也较麻烦。这就造成开发相机后续 处理设备时也需根据不同的相机要求，开发相应的图像模拟源作为其检测设备。而模拟源 实现过程是有很多相似之处的，每次的再次设计研发都会构成重复工作，浪费时间、精力、 物力。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种通用多路数字图像模拟源，解决现有技术中存在的 发送速度比较单一，发送格式单一，需根据不同的相机要求，开发相应的图像模拟源作为其 检测设备的问题。 本技术所采用的技术方案是，一种通用多路数字图像模拟源，包括USBX网络 接口卡和若干个功能子卡，USB\网络接口卡和各个功能子卡之间通过背板总线相互连接， 所述的USB\网络接口卡包括一核心处理器，核心处理器与开关、12C总线、FPGA、驱动分别 连接，FPGA与USB/网络收发单元连接，驱动与背板总线连接；所述的各个功能子卡能够同 时完成相应线路图像模拟源的发送，每个功能子卡由存储器、FPGA控制器、LVDS输出驱动 依次连接。 本技术的通用多路数字图像模拟源，其特征还在于 所述的存储器包括FLASH主存储芯片和SDRAM辅助存储芯片组成。 所述的功能子卡中，FPGA控制器与总线缓冲驱动器、外部时钟分别连接，总线缓冲驱动器通过背板串行总线及CCD模拟输出板对外输出。 本技术装置的有益效果是，可以方便地设置图像模拟源输出的数据发送格 式、时序，人为的控制图像模拟源中的图像数据，输出速度明显提高，从而达到通用的技术要求，输出像元时钟可以在1MHz 100MHz范围根据需求变动而不影响图像输出数据，结构简单。附图说明图1是本技术装置实施例的实现框图； 图2是本技术装置实施例的功能子卡实现框图； 图3是本技术装置实施例的功能子卡具体实现功能图； 图4是本技术装置实施例的功能子卡数据输出时序图。 图中，1.USBX网络接口卡，2.功能子卡，3.核心处理器，4.开关，5. 12C总线， 6.FPGA，7.USB/网络收发单元，8.驱动，9.存储器，10. FPGA控制器，11. LVDS输出驱动， 12.背板总线，13.计算机，14. FLASH主存储芯片，15. SDRAM辅助存储芯片，16.总线缓冲驱 动器，17.外部时钟，18.背板串行总线，19.CCD模拟输出板。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。 本技术的图像模拟源与计算机(上位机)连接，涉及到线阵、多光谱、小面阵 相机图像数据的存储、拼接、转移和同步输出技术。 如图1，本技术装置的结构是，包括USBX网络接口卡1和功能子卡2，USB\网 络接口卡l和各功能子卡2之间通过背板总线12相互连接，达到高速传输与控制的目的。 所述的USBX网络接口卡1包括有核心处理器3，核心处理器3与开关4、12C总线5、FPGA6、 驱动8分别连接，FPGA6与USB/网络收发单元7连接，驱动8与背板总线12连接；所述的 功能子卡2包括有若干个，能够同时完成相应线路图像模拟源的发送，每个功能子卡2由存 储器9、FPGA控制器10、LVDS输出驱动11构成。功能子卡2按照配置，可以一卡多用，灵活 的完成多光谱、面阵、线阵、高分CCD等相机数据的输出功能。上位机计算机13利用VC编 写用户界面，可以将图像数据通过USB\网络接口卡1加载到各功能子卡2上。另外，图像 的输出格式配置信息也通过该接口加载到各功能子卡2上。 如图2所示为本技术实施例功能子卡的内部结构，包括有8个同样的功能子 卡，可以同时完成8路图像模拟源的发送，因为各个功能子卡的结构一致，因此可以根据实 际需要进行增减。每个功能子卡由存储器9 (包括一个FLASH主存储芯片14和一个SDRAM 辅助存储芯片15组成)、FPGA控制器10、LVDS输出驱动11依次连接，FPGA控制器10与总 线缓冲驱动器16、外部时钟17分别连接，外部时钟17包括同样的外部时钟A和外部时钟B 组成，总线缓冲驱动器16通过背板串行总线18及CCD模拟输出板19对外输出。 如图3，功能子卡2在FPGA内部具体的功能模块是，分别包括FLASH控制接口 、数 据寄存与缓存、时序控制与发生、数据融合等功能。首先，FPGA中的时序控制器根据配置寄 存器阵列中的值输出控制时钟、取相时钟、数据融合时钟；然后FLASH存储器在时序控制器 取相时钟的控制下输入/输出图像数据，SDRAM做为中间的缓存，输出或接收FLASH图像数 据，借着图像数据与辅助数据寄存器中的辅助数据进入数据融合单元，按照配置寄存器中 的配置以及时序控制器的时钟输出最终符合一定输出要求的数据。在这个过程中时序控制 器起到了决定性的作用。它采用流水线形式进行工作，协调FLASH读写速度、SDRAM读写速度、数据融合速度等几方面的时间关系。功能子卡通过背板总线接口与USB2.0接口板相 连。分为两种工作方式缺省工作方式和编程工作方式。缺省工作方式在系统上电和稳定运行阶段，各个功能子卡按照事先存储在FLASH上的数据工作，由每个功能子卡上的FPGA 分别读取各自的FLASH中的图像信息，将其按配置参数转换成具有一定输出格式的数据， 加载在LVDS驱动器上，经SCSI68接口输出。首先，FPGA判断对FLASH控制权限，若FPGA为 主控制器，则FPGA从FLSAH的某一个固定的区域读取存于其上的控制参数，按照参数规定 的模式，写可编程时钟控制，按照一定的时钟周期及时序要求输出数据；若外部控制器为主 控制器，则FPGA进入等待状态，直到外部控制器释放对FLASH的控制权限，FPGA重新获取 对FLASH的控制权为止。 编程工作方式功能子卡暂停输出，由USB2. 0接口卡接收上位机或设备本地配置 的参数或数据，通过寻址将接收到的信息存储到相应的功能子卡FLASH中，此时，功能子卡 外部的控制器获得对FLASH的控制权限。当传输完毕，功能子卡按照新接收到的信息工作， 工作状态从编程工作状态转回缺省工作状态，外部控制器释放对FLASH的权限。 如图4，本技术装置实施例的数据输出部分包括4路信号，即像元时钟信号、 行同步(门控)信号、图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用多路数字图像模拟源，其特征在于：包括ＵＳＢ＼网络接口卡（１）和若干个功能子卡（２），ＵＳＢ＼网络接口卡（１）和各个功能子卡（２）之间通过背板总线（１２）相互连接，所述的ＵＳＢ＼网络接口卡（１）包括一核心处理器（３），核心处理器（３）与开关（４）、１２Ｃ总线（５）、ＦＰＧＡ（６）、驱动（８）分别连接，ＦＰＧＡ（６）与ＵＳＢ／网络收发单元（７）连接，驱动（８）与背板总线（１２）连接；所述的各个功能子卡（２）能够同时完成相应线路图像模拟源的发送，每个功能子卡（２）由存储器（９）、ＦＰＧＡ控制器（１０）、ＬＶＤＳ输出驱动（１１）依次连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，刘青，
申请(专利权)人：西安瑞日电子发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]