双路视场数字图像采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双路视场数字图像采集系统，其特征为：它包括一电路板，在该电路板上固装有可编程门列阵ＦＰＧＡ芯片２，固装在电路板上并与该ＦＰＧＡ芯片２不同引脚分别相接的还有电源模块１、拨动开关３、按键开关４、ＳＤＲＡＭ存储模块５１、５１’、５２、５２’、ＣＭＯＳ图像采集模块６、６’、ＶＧＡ输出显示模块９、９’、主动串行配置ＥＰＣＳ模块８与下载模块７。该数字图像采集系统体积小、便于携带、使用方便，可实现随时进行双路视场数字图像采集任务，克服了传统采集系统体积大、价格高且依赖通用计算机配合专用图像采集卡配合图像处理软件工作的缺陷。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种双路视场数字图像采集系统，特别是一种具有基于现场可编 程逻辑阵列FPGA芯片、双路图像采集输入设备和标准图像输出设备接口的嵌入式数字图 像采集系统。
技术介绍
在现有的图像采集系统中都有对双路数字图像采集的要求。而目前采用的解决方 案一般是使用通用计算机配合专用图像采集卡配合图像处理软件进行图像采集及处理。这 种图像采集系统体积大、价格昂贵、不宜携带。同时，构建这样的图像采集系统耗费大量的 时间，延长工作周期。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本技术的目的是提供一种体积小、价 格低、便于携带的双路视场数字图像采集系统。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种双路视场数字图像采集 系统，其特点为它包括一带有电源插座的电路板，在该电路板上固装有一可编程门阵列 FPGA芯片，与该FPGA芯片不同引脚分别相接并固装在电路板上的还有一组电源模块、一 个为系统提供1位二值数据的拨动开关、一组为系统提供控制信号的3位按键开关、一组可 与LCD或CRT显示器相接的VGA显示模块、两个为系统提供图像数据的CMOS图像采集模块、 二组为系统存储图像的SDRAM存储模块和一连接有下载模块的主动串行EPCS配置模块；其 中，下载模块由一26针插座与一下载电路芯片组成；所述主动串行EPCS配置模块的输入端 与下载模块输出端连接，下载电路芯片的输入端与所述26针插座输出端连接。 该双路视场数字图像采集系统通过所述VGA显示模块与通用的外部设备连接；所 述26针插座的输入接口与外设的微型计算机主机的并行接口 LPT连接。 上述的1位拨动开关的输入端分别与所述FPGA芯片的拨动开关端口 23连接。 上述的3位按键开关的输入端分别与所述FPGA芯片的按键开关端口 24连接。 上述的2个CMOS图像采集模块；其中，1个CMOS图像采集模块分别与FPGA芯片的 第一采集端口 22连接，用以采集第一路图像数据；另一个CM0S图像采集模块分别与FPGA 芯片的第二采集端口 22'连接，用以采集第二路图像数据。 上述的二组SDRAM存储模块由4个存储芯片组成，每两个一组。其中一组SDRAM 存储模块与FPGA芯片的第一存储端口 25和第二存储端口 26连接，用于存储第一路图像信 息的信息；另一组SDRAM存储模块与FPGA芯片的第三存储端口 25'和第四存储端口 26'连 接，用于存储第二路图像信息的信息。 该双路视场数字图像采集系统所用的FPGA芯片为Cyclone系列的EP1C6Q240C6 心片。 通过该电路板上的VGA输出接口与通用的 部设备连接，用于系统软核下载，系统软核下载包含JTAG 口和AS 口下载，并支持.sof和.pof两种文件的下载方式。与下载 模块连接的26针插座通过26芯扁平电缆与外设的微型计算机主机的并行接口 LPT连接， 可为用户提供数据下载的通讯接口。 本技术采用如上技术方案，其有益效果如下 1、采用FPGA芯片作为系统设计的核心芯片，将拨动开关、按键开关、CM0S传感器、 SDRAM存储器、VGA输出接口以及电源模块与FPGA芯片分别连接，并整合于一块电路板上； 使用方便，体积小，便于携带。 2、通过VGA输出接口与26针插座可将本技术的图像采集系统与多种通用外 部设备和微型计算机连接；可为用户提供数据下载的通讯接口 ；可实现JTAG 口和AS 口的 系统软核下载；并支持.sof和.pof两种文件的下载。 3、所用的系统可编程逻辑阵列FPGA芯片及连接的各个部件整合成的双路视场数 字图像采集系统，可用于空间探测、海底勘测、医学、气象、地质勘测、军事侦察等应用领域。附图说明图1为本技术图像采集系统的总体连接架构框图。 图2为图1的图像采集系统中电路板的实际布局图。 1、电源模块2、FPGA芯片21、配置端口 22、第一采集端口 22'、第二采集端口 23、拨动开关接口 24、按键开关端口 25、第一存储端口 25'第三存储端口 26、第二存储 端口26'、第四存储端口 3、拨动开关 4、按键开关51、51'、52、52' SDRAM存储模块 6、 6' CMOS图像采集模块7、下载模块 8、 EPCS配置模块 81 、下载端口 9、9' VGA显示模块 91、第一显示端口 91'、第二显示端口具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的具体技术方案。 如图1、图2所示，本技术的双路视场数字图像采集系统设置为一块设有电源 插座的印刷电路板。该电路板上固装有系统可编程逻辑阵列FPGA芯片2，与FPGA芯片2的 不同引脚分别连接且固装于该电路板上的还有电源模块1，拨动开关3，按键开关4， SDRAM 存储模块51 、51， 、52、52， ， CMOS图像采集模块6、6， ， VGA输出显示模块9、9，和一主动串行 配置EPCS模块8 ;其中，主动串行配置EPCS模块8的输入端通过一下载模块7与一 26针 插座(图中未示)连接。 上述电路板上各部件的连接关系参见图3。具体详述如下由电源插座接入的+5V 直流电源经电源模块1转换为+1. 5V和+3. 3V输出的直流电源端口，直接为FPGA芯片2、 EPCS配置模块8和下载模块7供电；1位拨动开关3直接与FPGA芯片2的拨动开关端口 23连接，可为系统提供1位二值输入数据；按键开关4与FPGA芯片2的按键开关端口 24 连接，可为系统提供3位控制信号输入；两个CM0S图像采集模块6、6'，其中一个采集模块 与FPGA芯片2的第一采集端口 22连接，可为用户采集第一路的图像数据；另一个采集模块 与FPGA芯片2的第二采集端口 22'连接，可为用户采集第二路图像数据；两组SDRAM存储 模块分别与FPGA芯片2连接，其中，一组存储模块51、52与FPGA芯片的第一存储端口 25、 第二存储端口 26连接，可以存储第一路图像数据；另一组存储模块51'、52'与FPGA芯片的第三存储端口 25'、第四存储端口 26'连接，可以存储第二路图像数据；两个VGA输出显示 模块9、9'与FPGA芯片2的第一显示端口 91和第二显示端口 91'连接，可为系统提供标准 LCD或CRT显示器的连接；26针插座选用双排插座，其内端与一下载芯片输入端连接构成一 下载模块7，该下载模块的输出端与主动串行EPCS配置模块8输入端连接，主动串行EPCS 配置模块8的输出端与FPGA芯片2的配置端口 21连接。 其中，系统可编程逻辑阵列FPGA芯片2采用Altera公司Cyclone系列的 EP1C6Q240C6芯片，支持50MHz、27MHz两种时钟频率，以供设计选用；该FPGA芯片通过配置 端口 21与主动串行EPCS配置模块8连接，下载模块7通过下载端口 81与下载模块7连接。 电源模块1选用两片型号为LM317T的电源模块，分别为FPGA芯片2提供内核电压(+1. 5V) 和I/O接口电压(+3. 3V);下载模块7型号为74HC244,下载模块7通过26针插座与外设的 微型计算机主机的并行接口 LPT连接，可为用户提供数据下载的通讯接口 ，实现系统软核 设计的下载验证；CMOS图像采集模块6、6'型号为THDB_D5M，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双路视场数字图像采集系统，其特征在于：它包括一带有电源插座的电路板，在该电路板上固装有一可编程门阵列ＦＰＧＡ芯片（２），与该ＦＰＧＡ芯片不同引脚分别连接并固装在电路板上的还有：一组电源模块（１）、一个为系统提供二值数据的拨动开关（３）、一组为系统提供控制信号的按键开关（４）、一组ＶＧＡ显示模块（９、９’）、两个为系统提供图像数据的ＣＭＯＳ图像采集模块（６、６’）、二组为系统存储图像的ＳＤＲＡＭ存储模块（５１、５２、５１’、５２’）和一连接有下载模块（７）的主动串行ＥＰＣＳ配置模块（８）；其中，所述下载模块（７）由一２６针插座与一下载电路芯片组成；该双路视场数字图像采集系统通过所述ＶＧＡ输出显示模块（９、９’）与通用的外部设备连接；所述２６针插座的输入接口与外设的微型计算机主机的并行接口ＬＰＴ连接。

【技术特征摘要】
一种双路视场数字图像采集系统，其特征在于它包括一带有电源插座的电路板，在该电路板上固装有一可编程门阵列FPGA芯片(2)，与该FPGA芯片不同引脚分别连接并固装在电路板上的还有一组电源模块(1)、一个为系统提供二值数据的拨动开关(3)、一组为系统提供控制信号的按键开关(4)、一组VGA显示模块(9、9’)、两个为系统提供图像数据的CMOS图像采集模块(6、6’)、二组为系统存储图像的SDRAM存储模块(51、52、5...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚媛园，马森，关永，张伟功，葛庆平，赵晓旭，杨新华，徐达维，牛惠卓，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]