CN103647901A - 基于fpga的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,该系统包括通道选择模块、AD转换模块、FPGA控制模块、通讯模块和可调配置模块,其中,通道选择模块、AD转换模块、FPGA控制模块和通讯模块依次连接,FPGA控制模块还同时连接于通道选择模块和可调配置模块,并通过通讯模块与上位机进行数据交互。本发明结构简单、器件要求低、成本低廉,可广泛应用于输入信号频率低、但通道数目众多,且对成本敏感的多通道模拟量采集场合。特别适用于图像分辨率及图像帧率低、成本低廉的图像传感器采集成像应用。
Description
技术领域
本发明涉及图像数据采集传输及处理技术领域,尤其涉及一种基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统。
背景技术
多通道模拟量采集与传输在环境监测、工业生产、科学研究中较为常见,被测模拟量如图像信号、温度、湿度、压力等往往变化缓慢,但被测物理量众多。常用的使用DSP或MCU控制ADC进行数据采集的方案具有以下缺点:
1、DSP和MCU在采集过程中往往受突发的高优先级中断打断,造成对被测量的扫描、采集周期不恒定;
2、受指令周期和程序复杂度限制,所采集数据上传速度慢;
3、被测物理量众多时,如通过增加ADC通道的方法,往往电路复杂,成本高昂。
随着模拟多路选择器的性能提高以及FPGA技术的发展,基于二者的低成本数据采集系统快速发展。且由于FPGA其时钟频率高、内部延时少,可实现数据高速传输,使得数据采集和数据实时传输得以实现。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是为了解决已有技术中的不足之处,提出一种基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统。通过对多路模拟信号的依次选通,即可实现使用少量AD转换器,完成对多个模拟量进行确定周期的顺序采集。同时无需外部数据存储器,实现所采集数据的快速实时的上报。此外,实现对传感器的参数配置、偏置信号的在线调整和系统扫描周期的动态调节。
(二)技术方案
为达到上述目的,本发明提供了一种基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,该系统包括通道选择模块1、AD转换模块2、FPGA控制模块3、通讯模块4和可调配置模块5,其中,通道选择模块1、AD转换模块2、FPGA控制模块3和通讯模块4依次连接,FPGA控制模块3还同时连接于通道选择模块1和可调配置模块5,并通过通讯模块4与上位机进行数据交互。
上述方案中,所述通道选择模块1至少包括第一模拟多路选择器11和第二模拟多路选择器12,第一模拟多路选择器11和第二模拟多路选择器12是16选1低噪声模拟多路选择器,具有单电源供电、低噪声、低Ron和低Cs特性。所述通道选择模块1的输入端连接于外部的图像传感器的模拟信号输出端,图像传感器模拟信号输出端的前16通道为‘奇场’图像信号,连接于第一模拟多路选择器11的输入端;图像传感器模拟信号输出端的后16通道为‘偶场’图像信号,连接于第二模拟多路选择器12的输入端;所述通道选择模块1还连接于FPGA控制模块3,受FPGA控制模块3输出的4bit地址线信号A0-A3以及使能信号OE控制,周期性顺序同时选通某两路输入信号,实现对输入信号的选通,由此同一时刻共有1路‘奇场’信号和1路‘偶场’信号同时选通和输出。
上述方案中,所述AD转换模块2包括第一单通道AD转换器21和第二单通道AD转换器22,第一单通道AD转换器21和第二单通道AD转换器22是单通道AD转换器,具有单电源供电、低噪声、内置采样保持电路和参考电压特性。所述第一单通道AD转换器21的输入端连接于第一模拟多路选择器11的输出端,第二单通道AD转换器22的输入端连接于第二模拟多路选择器12的输出端,第一单通道AD转换器21和第二单通道AD转换器22的输出端通过SPI接口连接于FPGA控制模块3,由FPGA控制模块控制其工作并读取转换数据。
上述方案中,所述FPGA控制模块3至少包括1个FPGA芯片31,该FPGA芯片与所述AD转换模块2的输出端相连接,并连接于通讯模块4及可调偏置输出模块5,用于做数据接收、分配和读出、USB读写控制、通道选择、偏置控制、参数配置以及数据交互。
上述方案中,所述FPGA控制模块3包括数据读取分配单元311、第一双端口存储DPRAM单元312、第二双端口存储DPRAM单元313、数据读出缓存单元314、USB读写控制单元315、指令解析单元316、通道控制单元317、时钟产生单元318、参数配置单元319以及偏置控制单元320,其中:
数据接收分配模块311经SPI接口连接于AD转换模块2的数据输出端,用于接收AD转换数据,并将所接收数据交替写入第一双端口存储DPRAM单元312和第二双端口存储DPRAM单元313;
数据读出缓存单元314判断当前应读取DPRAM单元,读取并缓存数据;
USB读写控制单元315经数据总线或控制总线连接于通讯模块4,与指令解析单元316、通讯模块4一起组成数据交互、指令分析、任务分配核心;
通道控制单元317经地址线和使能线连接于通道选择模块1,用于输出通道选择地址信号,进行模拟输入信号的选通;
时钟产生单元318与外部的图像传感器、AD转换模块2相连接,用于生成时钟并输出,以控制图像帧率、AD工作状态及转换速率;
参数配置单元319与外部的图像传感器相连接,用于向图像传感器芯片写入工作参数或者读取当前工作参数,其接口为SPI接口;
偏置控制单元320与可调偏置输出模块5相连接,其接口为SPI接口,用于输出控制信号,调节偏置电压输出所需电平,提供给图像传感器使之正常工作。
上述方案中,所述数据接收分配模块311将所接收数据交替写入第一双端口存储DPRAM单元312和第二双端口存储DPRAM单元313,包括:采集开始后从第一双端口存储DPRAM单元312开始写入,待写满后继续写入第二双端口存储DPRAM单元313,此后乒乓式交替写入数据。
上述方案中,所述数据读出缓存单元314数据读取与数据写入交错进行,在当前写入第一双端口存储DPRAM单元312时,读取第二双端口存储DPRAM单元313,反之亦然。
上述方案中,所述指令解析单元316、USB读写控制单元315与通讯模块4组成USB数据交互通路,其中:数据下行时,上位机整理并创建指令帧,封装为USB帧结构后经USB总线传输至通讯模块4;通讯模块4根据USB协议解析后获得有效指令数据包,由USB读写控制单元315读取,并最终交指令解析单元316分析指令并执行;数据上行时,指令解析单元316从第一双端口存储DPRAM单元312或第二双端口存储DPRAM单元313中读取相应数据,完成数据帧格式封装后,经USB读写控制单元315、通讯模块4、USB总线上传至上位机。
上述方案中,所述通讯模块4包括1个支持USB协议的微处理器41,与FPGA控制模块3通过数据总线、控制总线相连接,并与上位机通过USB接口相连接,用于实现USB协议的媒介,完成FPGA控制模块和上位机之间的数据交互。
上述方案中,所述可调偏置输出模块5至少包含1个电压基准源和2个偏置电压输出单元,与FPGA控制模块3经SPI接口相连接,其输出端与外部的图像传感器相连接。
上述方案中,所述可调偏置输出模块5与FPGA控制模块3通过SPI接口相连接,并受其控制可调整数字电位器阻值,以获得不同电压,输出图像传感器工作所需偏置电压。
上述方案中,所述模拟电压输出单元由低噪声运算放大器和精密数字电位器构成,以基准电压源做为参考电平,根据‘比例放大电路’原理实现。
(三)有益效果
从上述技术方案中可以看出,本发明具有以下有益效果:
a.本发明提供的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,使用模拟多路选择器,仅使用少量AD即实现了对多通道模拟信号的采集,结构简单,成本低廉;
b.本发明提供的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,利用USB接口与上位机通讯,可根据用户需求,通过配置工作参数和调节偏置电压,动态调整图像传感器的工作帧率、动态范围等参数。
c.本发明提供的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,适用于多通道、低速率且成本要求低廉的实时采集系统。
d.本发明提供的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,结构简单、器件要求低、成本低廉,可广泛应用于输入信号频率低、但通道数目众多,且对成本敏感的多通道模拟量采集场合。特别适用于图像分辨率及图像帧率低、成本低廉的图像传感器采集成像应用。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作详细说明:
图1为依照本发明实施例的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统的示意图;
图2为图1中FPGA控制模块的示意图;
图3为依照本发明实施例的上位机下发的指令帧结构的示意图;
图4为依照本发明实施例的上报的图像数据帧结构的示意图;
图5为依照本发明实施例的实际采集获得的图像。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
如图1所示,图1为依照本发明实施例的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统的示意图,该系统包括通道选择模块1、AD转换模块2、FPGA控制模块3、通讯模块4和可调配置模块5,其中,通道选择模块1、AD转换模块2、FPGA控制模块3和通讯模块4依次连接,FPGA控制模块3还同时连接于通道选择模块1和可调配置模块5,并通过通讯模块4与上位机进行数据交互。
通道选择模块1至少包括2个16选1低噪声模拟多路选择器,即第一模拟多路选择器11和第二模拟多路选择器12,第一模拟多路选择器11和第二模拟多路选择器12具有单电源供电、低噪声、低Ron和低Cs特性。通道选择模块1的输入端连接至图像传感器的模拟信号输出端。图像传感器模拟信号输出端的前16通道为‘奇场’图像信号,连接至第一模拟多路选择器11的输入端;图像传感器模拟信号输出端的后16通道为‘偶场’图像信号,连接至第二模拟多路选择器12的输入端。通道选择模块1与FPGA控制模块3相连,受FPGA控制模块3输出的4bit地址线信号A0-A3以及使能信号OE控制,周期性顺序同时选通某2路输入信号,实现对输入信号的选通。由此同一时刻共有1路‘奇场’信号和1路‘偶场’信号同时选通和输出。
AD转换模块2包括2个单通道AD转换器,即第一单通道AD转换器21和第二单通道AD转换器22,第一单通道AD转换器21和第二单通道AD转换器22具有单电源供电、低噪声、内置采样保持电路和参考电压等特性。第一单通道AD转换器21和第二单通道AD转换器22的输入端分别与第一模拟多路选择器11和第二模拟多路选择器12的输出端相连接。第一单通道AD转换器21和第二单通道AD转换器22的输出端与FPGA控制模块均通过SPI接口相连接,由FPGA控制模块控制其工作并读取转换数据。
AD转换模块2的关键参数如采样率计算如下:若图像传感器输出分辨率为H×V,图像帧率为F帧/秒,即每秒输出H×V×F个像素点信号,由2路AD转换器并行同时采集,也即单路AD理论所需采样率为:(H×V×F/2)SPS。考虑到实际输出图像帧之间存在冗余时间间隙等因素,选取2~5倍理论采样率。而在AD转换位数选择上,因计算机图像显示位数为8bit,因此AD转换位数应>8bit。)以输出256×128分辨率,25帧/秒图像计算,选择2路12bit、2MSPS单通道AD转换器,其输入端分别连接至模拟多路选择器的输出端。由此,同一时刻共有1路‘奇场’信号和1路‘偶场’信号同时接收数据采集。其与FPGA控制模块通过SPI接口相连,由FPGA控制模块控制其工作状态并读取转换数据。
FPGA控制模块至少包括1个FPGA芯片31,该FPGA芯片采用Altera公司Cyclone III系列芯片,与所述AD转换模块2的输出端相连接,并与通讯模块4及可调偏置输出模块5相连接,用于做数据接收、分配和读出、USB读写控制、通道选择、偏置控制、参数配置、以及数据交互等工作,其详细技术实现后续说明。
通讯模块4包括1个支持USB协议的微处理器41,与FPGA控制模块3通过数据总线、控制总线相连接,并与上位机通过USB接口相连接,用于数据交互。通讯模块4主要功能是实现USB协议的媒介,完成FPGA控制模块和上位机之间的数据交互。微处理器被配置为Bulk传输模式,帧长512Byte,End Point2为Bulk_In端点;End Point8为Bulk_Out端点。
可调偏置输出模块5至少包含1个电压基准源和2个偏置电压输出模块,与FPGA控制模块3经SPI接口相连接,其输出端与外部的图像传感器相连接。在图1所示的实施例中,可调偏置输出模块5包括10个模拟电压输出单元,为图1中所示的501-510,以及1个基准电压源511。每个模拟电压输出单元由低噪声运算放大器和精密数字电位器组成,以基准电压源做为参考电平,根据‘比例放大电路’原理实现。可调偏置输出模块5与FPGA控制模块3通过SPI接口相连接,并受其控制可调整数字电位器阻值,以获得不同电压,输出图像传感器工作所需偏置电压。
FPGA控制模块是设计重点,以下详细说明其内部实现:
如图2所示,FPGA控制模块包括1个低成本FPGA芯片31。实际设计中在FPGA芯片内部例化了10个功能单元,即图2中所示的数据读取分配单元311、第一双端口存储DPRAM单元312、第二双端口存储DPRAM单元313、数据读出缓存单元314、USB读写控制单元315、指令解析单元316、通道控制单元317、时钟产生单元318、参数配置单元319以及偏置控制单元320。其中:
a.通道控制单元317经地址线和使能线连接于通道选择模块1,用于输出通道选择地址信号,进行模拟输入信号的选通;
b.时钟产生单元318与外部的图像传感器、AD转换模块2相连接,用于生成时钟并输出,以控制图像帧率、AD工作状态及转换速率;
c.参数配置单元319与外部的图像传感器相连接,用于向图像传感器芯片写入工作参数或者读取当前工作参数,其接口为SPI接口。
d.偏置控制单元320与可调偏置输出模块5相连接,其接口为SPI接口,用于输出控制信号,调节偏置电压输出所需电平,提供给图像传感器使之正常工作。
e.数据接收分配模块311经SPI接口连接于AD转换模块2的数据输出端,用于接收AD转换数据。将所接收数据,交替写入第一双端口存储DPRAM单元312和第二双端口存储DPRAM单元313。采集开始后从第一双端口存储DPRAM单元312开始写入,待写满后继续写入第二双端口存储DPRAM单元313,此后乒乓式交替写入数据。
f.数据读出缓存单元314判断当前应读取DPRAM单元,读取并缓存数据。数据读取与数据写入交错进行,当系统当前写入第一双端口存储DPRAM单元312时,系统读取第二双端口存储DPRAM单元313,反之亦然。
g.USB读写控制单元315经数据总线或控制总线连接于通讯模块4,与指令解析单元316、通讯模块4一起组成数据交互、指令分析、任务分配核心。
系统工作时由指令解析单元316、USB读写控制单元315、通讯模块4组成USB数据交互通路。数据下行时,上位机整理并创建指令帧,封装为USB帧结构后经USB总线传输至通讯模块4。通讯模块4根据USB协议解析后获得有效指令数据包,由USB读写控制单元315读取,并最终交指令解析单元316分析指令并执行。数据上行时,指令解析单元316从第一双端口存储DPRAM单元312或第二双端口存储DPRAM单元313中读取相应数据,完成数据帧格式封装后,经USB读写控制单元315、通讯模块4、USB总线上传至上位机。
当指令解析单元316接收到“配置”命令和配置参数时,控制偏置控制单元320、参数配置单元319、时钟产生单元318执行相应操作:
a、通过SPI接口控制各个精密数字电位器,使5可调偏置输出模块5输出所需电压信号;
b、通过SPI接口下载高速图像传感器工作参数;
c、根据当前图像传感器工作参数计算CLK1,CLK2时钟周期并输出至图像传感器和AD转换模块2。
当指令解析单元316接收到开始“采集和数据传输”指令时,其启动数据接收分配单元311开始接收数据。数据接收分配单元311的输入端与AD转换模块2的输出端通过SPI总线相连,由其读取AD转换的数据。数据接收分配单元311的输出端恢复为24路并行数据端口(注:2通道数据,每通道12bit数据)。将所采集数据按照DPRAM时序依次写入第一双端口存储DPRAM单元312、第二双端口存储DPRAM单元313(均配置双端口模式,24bit位宽,每个容量为48KB)。写入操作方式具体如下:初始从第一双端口存储DPRAM单元312开始写入,写满后切换至写入第二双端口存储DPRAM单元313,写满后再切换至写入第一双端口存储DPRAM单元312,如此交替进行,完成采集数据的写入和暂存操作。
当指令解析单元316接收到开始“采集和数据传输”指令时,同时也启动数据读出缓存单元314读取图像数据。读出操作方式具体如下:初始从第二双端口存储DPRAM单元313开始读出,读空后切换至第一双端口存储DPRAM单元312,读空后再切换至第二双端口存储DPRAM单元313,如此交替进行,完成所采数据的读出操作。需保证数据写入与数据读出所针对的存储器相互交错不重叠。数据读出缓存单元314所读取的数据经过整理后(注:每次读取24bit,分为2个12bit数据,每个12bit数据增加4个高位且固定为‘0’,组成2个16bit数据,读取248次组成1帧)交由指令解析单元316填写好同步帧头、图像帧号、帧内数据包号,组成图像数据帧,通过USB读写控制单元315和通讯模块4,最终上报至上位机。(注:由于第一次读取的48KB数据是无效数据,上位机应抛弃该数据,后续读入的数据为有效图像数据。)
上位机下发的指令帧结构如图3所示,因为Bulk模式下设定最小帧长512Byte,未使用的部分填0;上报的图像数据帧结构如图4所示,同样最小帧长为512Byte。
图5为采用本发明,实际采集获得的图像。实际分辨率256×128,灰度级12bit(实际显示使用高8bit)。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,该系统包括通道选择模块(1)、AD转换模块(2)、FPGA控制模块(3)、通讯模块(4)和可调配置模块(5),其中,通道选择模块(1)、AD转换模块(2)、FPGA控制模块(3)和通讯模块(4)依次连接,FPGA控制模块(3)还同时连接于通道选择模块(1)和可调配置模块(5),并通过通讯模块(4)与上位机进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述通道选择模块(1)至少包括第一模拟多路选择器(11)和第二模拟多路选择器(12),第一模拟多路选择器(11)和第二模拟多路选择器(12)是16选1低噪声模拟多路选择器,具有单电源供电、低噪声、低Ron和低Cs特性。
3.根据权利要求2所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述通道选择模块(1)的输入端连接于外部的图像传感器的模拟信号输出端,图像传感器模拟信号输出端的前16通道为‘奇场’图像信号,连接于第一模拟多路选择器(11)的输入端;图像传感器模拟信号输出端的后16通道为‘偶场’图像信号,连接于第二模拟多路选择器(12)的输入端;所述通道选择模块(1)还连接于FPGA控制模块(3),受FPGA控制模块(3)输出的4bit地址线信号A0-A3以及使能信号OE控制,周期性顺序同时选通某两路输入信号,实现对输入信号的选通,由此同一时刻共有1路‘奇场’信号和1路‘偶场’信号同时选通和输出。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述AD转换模块(2)包括第一单通道AD转换器(21)和第二单通道AD转换器(22),第一单通道AD转换器(21)和第二单通道AD转换器(22)是单通道AD转换器,具有单电源供电、低噪声、内置采样保持电路和参考电压特性。
5.根据权利要求4所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述第一单通道AD转换器(21)的输入端连接于第一模拟多路选择器(11)的输出端,第二单通道AD转换器(22)的输入端连接于第二模拟多路选择器(12)的输出端,第一单通道AD转换器(21)和第二单通道AD转换器(22)的输出端通过SPI接口连接于FPGA控制模块(3),由FPGA控制模块控制其工作并读取转换数据。
6.根据权利要求1所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述FPGA控制模块(3)至少包括1个FPGA芯片(31),该FPGA芯片与所述AD转换模块(2)的输出端相连接,并连接于通讯模块(4)及可调偏置输出模块(5),用于做数据接收、分配和读出、USB读写控制、通道选择、偏置控制、参数配置以及数据交互。
7.根据权利要求6所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述FPGA控制模块(3)包括数据读取分配单元(311)、第一双端口存储DPRAM单元(312)、第二双端口存储DPRAM单元(313)、数据读出缓存单元(314)、USB读写控制单元(315)、指令解析单元(316)、通道控制单元(317)、时钟产生单元(318)、参数配置单元(319)以及偏置控制单元(320),其中:
数据接收分配模块(311)经SPI接口连接于AD转换模块(2)的数据输出端,用于接收AD转换数据,并将所接收数据交替写入第一双端口存储DPRAM单元(312)和第二双端口存储DPRAM单元(313);
数据读出缓存单元(314)判断当前应读取DPRAM单元,读取并缓存数据;
USB读写控制单元(315)经数据总线和控制总线连接于通讯模块(4),与指令解析单元(316)、通讯模块(4)一起组成数据交互、指令分析、任务分配核心;
通道控制单元(317)经地址线或使能线连接于通道选择模块(1),用于输出通道选择地址信号,进行模拟输入信号的选通;
时钟产生单元(318)与外部的图像传感器、AD转换模块(2)相连接,用于生成时钟并输出,以控制图像帧率、AD工作状态及转换速率;
参数配置单元(319)与外部的图像传感器相连接,用于向图像传感器芯片写入工作参数或者读取当前工作参数,其接口为SPI接口;
偏置控制单元(320)与可调偏置输出模块(5)相连接,其接口为SPI接口,用于输出控制信号,调节偏置电压输出所需电平,提供给图像传感器使之正常工作。
8.根据权利要求7所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述数据接收分配模块(311)将所接收数据交替写入第一双端口存储DPRAM单元(312)和第二双端口存储DPRAM单元(313),包括:
采集开始后从第一双端口存储DPRAM单元(312)开始写入,待写满后继续写入第二双端口存储DPRAM单元(313),此后乒乓式交替写入数据。
9.根据权利要求7所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述数据读出缓存单元(314)数据读取与数据写入交错进行,在当前写入第一双端口存储DPRAM单元(312)时,读取第二双端口存储DPRAM单元(313),反之亦然。
10.根据权利要求7所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述指令解析单元(316)、USB读写控制单元(315)与通讯模块(4)组成USB数据交互通路,其中:
数据下行时,上位机整理并创建指令帧,封装为USB帧结构后经USB总线传输至通讯模块(4);通讯模块(4)根据USB协议解析后获得有效指令数据包,由USB读写控制单元(315)读取,并最终交指令解析单元(316)分析指令并执行;
数据上行时,指令解析单元(316)从第一双端口存储DPRAM单元(312)或第二双端口存储DPRAM单元(313)中读取相应数据,完成数据帧格式封装后,经USB读写控制单元(315)、通讯模块(4)、USB总线上传至上位机。
11.根据权利要求1所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述通讯模块(4)包括1个支持USB协议的微处理器(41),与FPGA控制模块(3)通过数据总线、控制总线相连接,并与上位机通过USB接口相连接,用于实现USB协议的媒介,完成FPGA控制模块和上位机之间的数据交互。
12.根据权利要求1所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述可调偏置输出模块(5)至少包含1个电压基准源和2个偏置电压输出单元,与FPGA控制模块(3)经SPI接口相连接,其输出端与外部的图像传感器相连接。
13.根据权利要求12所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述可调偏置输出模块(5)与FPGA控制模块(3)通过SPI接口相连接,并受其控制可调整数字电位器阻值,以获得不同电压,输出图像传感器工作所需偏置电压。
14.根据权利要求12所述的基于FPGA的低成本无外置存储器的图像数据采集传输系统,其特征在于,所述模拟电压输出单元由低噪声运算放大器和精密数字电位器构成,以基准电压源做为参考电平,根据比例放大电路原理实现。
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Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104062937A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-09-24 | 哈尔滨诺信科技有限公司 | 64路低速高精度模拟采集实现方法 |
CN104158876A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 基于Vxworks操作系统的双工件台光刻机控制系统通信装置 |
CN105933599A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-09-07 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 集成化多模式科学级ccd图像控制系统 |
CN107907873A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-04-13 | 天津大学 | 一种针对阵列apd的回波采集系统及其方法 |
CN108141525A (zh) * | 2015-08-19 | 2018-06-08 | 谷歌有限责任公司 | 具有集成存储器和处理器的智能图像传感器 |
CN109507934A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-22 | 大连理工大学 | 一种级联自适应的数字i/o及模拟信号采集电路 |
CN110336963A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-10-15 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种动态图像处理系统及图像处理方法 |
CN110677589A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-10 | 广州四为电子科技有限公司 | 一种图像采集装置 |
CN111176473A (zh) * | 2018-11-12 | 2020-05-19 | 北京钛方科技有限责任公司 | 触控板的按压力识别方法及系统 |
CN111405213A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种接口访问方法、显示装置及电子设备 |
CN111930437A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-13 | 上海沪振物联技术有限公司 | 一种参数配置方法 |
CN112268566A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-26 | 上海灿瑞科技股份有限公司 | 主动式虚通道参数可配置的磁传感器装置、方法及系统 |
CN112415578A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-26 | 山东大学 | 一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法 |
CN113876286A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-01-04 | 深圳市永吉星光电有限公司 | 分体式3d喉镜视频信号控制系统 |
CN114647449A (zh) * | 2020-12-17 | 2022-06-21 | 航天科工惯性技术有限公司 | 一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080114910A1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-05-15 | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd | Apparatus and method for high speed ultrasonic data acquisition |
CN102065212A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-05-18 | 昆明为先科技有限公司 | 多路数字图像或数字视频采集装置 |
CN102214080A (zh) * | 2010-04-12 | 2011-10-12 | 冷春林 | 基于USB Video Class的多点式VGA图像采集和显示系统 |
CN202738031U (zh) * | 2012-06-29 | 2013-02-13 | 上海理工大学 | 一种基于fpga的视频图像采集系统 |
-
2013
- 2013-12-24 CN CN201310722057.8A patent/CN103647901B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080114910A1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-05-15 | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd | Apparatus and method for high speed ultrasonic data acquisition |
CN102214080A (zh) * | 2010-04-12 | 2011-10-12 | 冷春林 | 基于USB Video Class的多点式VGA图像采集和显示系统 |
CN102065212A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-05-18 | 昆明为先科技有限公司 | 多路数字图像或数字视频采集装置 |
CN202738031U (zh) * | 2012-06-29 | 2013-02-13 | 上海理工大学 | 一种基于fpga的视频图像采集系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
孙春凤等: "基于FPGA的多通道高速CMOS图像采集系统", 《计算机工程与应用》 * |
张贵清等: "基于FPGA的多路同步实时数据采集方案设计与实现", 《测控技术》 * |
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104062937B (zh) * | 2014-07-09 | 2017-01-11 | 哈尔滨诺信科技有限公司 | 64路低速高精度模拟采集实现方法 |
CN104062937A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-09-24 | 哈尔滨诺信科技有限公司 | 64路低速高精度模拟采集实现方法 |
CN104158876A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 基于Vxworks操作系统的双工件台光刻机控制系统通信装置 |
US10547779B2 (en) | 2015-08-19 | 2020-01-28 | Google Llc | Smart image sensor having integrated memory and processor |
CN108141525A (zh) * | 2015-08-19 | 2018-06-08 | 谷歌有限责任公司 | 具有集成存储器和处理器的智能图像传感器 |
CN105933599A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-09-07 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 集成化多模式科学级ccd图像控制系统 |
CN105933599B (zh) * | 2016-04-25 | 2018-10-02 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 集成化多模式科学级ccd图像控制系统及方法 |
CN107907873A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-04-13 | 天津大学 | 一种针对阵列apd的回波采集系统及其方法 |
CN107907873B (zh) * | 2017-10-24 | 2021-03-16 | 天津大学 | 一种针对阵列apd的回波采集系统及其方法 |
CN111176473A (zh) * | 2018-11-12 | 2020-05-19 | 北京钛方科技有限责任公司 | 触控板的按压力识别方法及系统 |
CN111176473B (zh) * | 2018-11-12 | 2024-05-24 | 北京钛方科技有限责任公司 | 触控板的按压力识别方法及系统 |
CN109507934A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-22 | 大连理工大学 | 一种级联自适应的数字i/o及模拟信号采集电路 |
CN109507934B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-04-09 | 大连理工大学 | 一种级联自适应的数字i/o及模拟信号采集电路 |
CN110336963A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-10-15 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种动态图像处理系统及图像处理方法 |
CN110677589A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-10 | 广州四为电子科技有限公司 | 一种图像采集装置 |
CN110677589B (zh) * | 2019-10-22 | 2024-05-17 | 广州四为电子科技有限公司 | 一种图像采集装置 |
CN111405213A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种接口访问方法、显示装置及电子设备 |
US11812190B2 (en) | 2020-03-24 | 2023-11-07 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Interface access method, display apparatus and electronic device |
CN111930437B (zh) * | 2020-07-15 | 2024-03-22 | 上海沪振物联技术有限公司 | 一种参数配置方法 |
CN111930437A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-13 | 上海沪振物联技术有限公司 | 一种参数配置方法 |
CN112415578A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-26 | 山东大学 | 一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法 |
CN112415578B (zh) * | 2020-10-20 | 2022-08-09 | 山东大学 | 一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法 |
CN112268566A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-26 | 上海灿瑞科技股份有限公司 | 主动式虚通道参数可配置的磁传感器装置、方法及系统 |
CN114647449A (zh) * | 2020-12-17 | 2022-06-21 | 航天科工惯性技术有限公司 | 一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统 |
CN114647449B (zh) * | 2020-12-17 | 2024-02-20 | 航天科工惯性技术有限公司 | 一种终端设备的数据处理方法、装置及其系统 |
CN113876286A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-01-04 | 深圳市永吉星光电有限公司 | 分体式3d喉镜视频信号控制系统 |
CN113876286B (zh) * | 2021-12-07 | 2022-02-08 | 深圳市永吉星光电有限公司 | 分体式3d喉镜视频信号控制系统 |
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