CN105208314A - 一种多功能的高速相机信号转换接收平台 - Google Patents

一种多功能的高速相机信号转换接收平台 Download PDF

Info

Publication number
CN105208314A
CN105208314A CN201510686470.2A CN201510686470A CN105208314A CN 105208314 A CN105208314 A CN 105208314A CN 201510686470 A CN201510686470 A CN 201510686470A CN 105208314 A CN105208314 A CN 105208314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal conversion
signal
cameralink
fpga
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510686470.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105208314B (zh
Inventor
周璐春
高国庆
李梅
郑文佳
李文茹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Optics and Electronics of CAS
Original Assignee
Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Optics and Electronics of CAS filed Critical Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority to CN201510686470.2A priority Critical patent/CN105208314B/zh
Publication of CN105208314A publication Critical patent/CN105208314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105208314B publication Critical patent/CN105208314B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Stored Programmes (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多功能的高速相机信号转换接收平台,包含上位机软件、CameraLink收发模块、光纤收发模块、网络收发模块、扩展接口、大容量DDR3存储器、可编程逻辑阵列(FPGA),其特征在于:通过以太网修改FPGA内设寄存器的值,可使该信号转换平台工作在信号转换卡、模拟图像发生器、网络采集卡这三种模式,其中信号转换卡和网络采集卡这两种模式可同时工作。本发明在不增加硬件成本的基础上,将信号处理领域需要的多种功能集成在一块处理平台上,可以有效节省硬件资源和空间资源,增加器件的复用性。

Description

一种多功能的高速相机信号转换接收平台
技术领域
本发明涉及高速相机的图形和图像采集传输处理领域,尤其涉及一种多功能的高速相机信号转换接收平台。
背景技术
随着图像传感技术的不断发展,工业和相机市场的也繁荣起来,高速相机市场也越来越成熟,所以高速图像采集卡产品也日益丰富,市场上也逐渐形成了规范的相机接口标准。CameraLink是一种高速图像数据传输协议,是由NI、摄像设备供应商以及一些图像采集公司在本世纪初联合提出的一种机器视觉应用的通讯接口技术标准。使用该协议可以简化图像采集接口,使得相机与数据采集卡之间的连接更加便捷。CameraLink标准接口因其具有模式灵活和高带宽的特点得到了广泛应用。但是CameraLink在传输距离上存在限制,而光纤传输又具有传输速度快,传输距离长的优点,所以使用过程中常将CameraLink转换为光纤信号进行传输。
一般意义上的相机采集卡,相机信号转接卡,功能单一,只具备图像采集或者只具备信号转换的功能。耗费空间资源和硬件资源,日常使用和携带过程中有诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于解决上述提出的问题,本发明公开了一种多功能的高速相机信号转换接收平台。
本发明采用的技术方案为:一种多功能的高速相机信号转换接收平台,包含上位机软件、CameraLink收发模块、光纤收发模块、网络收发模块、扩展接口、大容量DDR3存储器、可编程逻辑阵列(FPGA),通过以太网修改FPGA内设寄存器的值,可使该信号转换平台工作在信号转换卡、模拟图像发生器、网络采集卡这三种模式,其中信号转换卡和网络采集卡这两种模式可同时工作。
其中,结合软件硬件实现,在同一硬件基础上实现了CameraLink、光纤、网络接口的信号采集功能,实现了CameraLink光纤信号的相互转换功能,实现了相机信号的模拟、相机参数设置功能。
其中,硬件电路包含:硬件电路需具有CameraLink接口、光纤接口、千兆网接口、串口、大容量存储器DDR3,所述接口和器件连接到FPGA,所述FPGA包括FPGA芯片和FPGA外围电路。
其中,所述上位机软件部分,其功能包括:(1)用于转接卡工作模式切换,具体为相机信号模拟、图像信号采集、CameraLink光纤信号转换;(2)用于相机参数设置,具体为曝光时间、帧频、靶面大小设置;(3)用于显示采集图像;(4)用于产生模拟相机图像数据并发送。
其中,所述的信号采集功能,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使FPGA芯片通过CameraLink芯片接收相机信号,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使FPGA芯片通过光纤收发芯片采集相机信号。
其中,所述的信号转换功能,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使FPGA芯片实现CameraLink与光纤信号的转换。
其中,所述的相机模拟功能,从网络或光纤接收模拟图像,利用模拟时序发生器将接收到的图像按照需模拟相机的时序和靶面大小,通过光纤发送动态模拟图像,以供后续的信号处理系统或图像采集系统调试,相机时序和靶面可通过网络进行设置。
其中,所述的网络采用UDP协议或者指令,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使用FPGA芯片完成协议头的解析和关键字的匹配。
本发明的原理在于:
本发明包含上位机软件和相机信号转换接收模块,将CameraLink和光纤接口的相互转换功能,相机信号的模拟功能,CameraLink接口、网络接口、光纤接口的相机信号采集功能,集成在同一平台。该模块主要包括CameraLink收发芯片、光纤收发芯片、千兆网收发芯片、DDR3存储器,FPGA包括FPGA外围电路。所述的多功能的高速相机信号转换平台主要通过以太网修改FPGA内设寄存器的值,可使该信号转换平台工作在信号转换卡、模拟图像发生器、网络采集卡这三种模式,其中信号转换卡和网络采集卡这两种模式可同时工作。
所述上位机软件部分其主要功能包括:(1)转接卡工作模式切换,如相机信号模拟、图像信号采集、CameraLink光纤信号转换。(2)相机参数设置,如曝光时间、帧频、靶面大小设置。(3)显示采集图像。(4)产生模拟相机图像数据并发送。所述的相机模拟功能主要从网络或光纤接收模拟图像,利用模拟时序发生器将接收到的图像按照需模拟相机的时序和靶面大小,通过光纤发送动态模拟图像,以供后续的信号处理系统或图像采集系统调试。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)、本发明在不增加硬件成本的基础上,将信号处理领域需要的多种功能集成在一块处理平台上,可以有效节省硬件资源和空间资源,增加器件的复用性。
(2)、本发明结构紧凑,思路清晰,完成了信号接收、信号转换、信号发送、信号模拟等功能,适用范围广。
附图说明
图1为本发明一种多功能的高速相机信号转换接收平台总体框图示意图;
图2为本发明硬件部分及FPGA内部模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,对本发明进一步说明。
图1为本发明的总体框图示意图,如图1所示,本发明主要通过网络接口对多功能转接卡进行功能选择和功能切换,同样的上位机软件通过网络接口接收信息,显示图像和该发明的工作状态。上位机产生相机模拟数据,通过网络或者光纤送给板卡以便后续的信号处理系统或图像采集系统进行调试。CameraLink收发芯片和光纤收发芯片主要负责采集高速相机图像数据或者将处理好的数据发送出去。而CameraLink信号和光纤信号的相互转换是通过FPGA芯片完成的。
图2为本发明硬件部分及FPGA内部模块示意图,如图2所示,在FPGA内部CameraLink收发模块。光纤收发模块、网络收发单元均与其对应的硬件接口相连。图像时序转换单元将CameraLink相机信号转换后一方面送到网络收发单元,通过千兆网与上位机其他处理平台交互;另一方面也可以送到光纤模块,通过光纤信号发给其他处理单元。可见我们可以根据不同的要求将CameraLink相机信号在转换后通过不同的方式发送出去。而网络收发单元接收到来自上位机的模拟时序后,送到DDR3单元,然后由光纤单元在丛中读取所需信息。
根据以上设计可以看出本发明综合了传统的高速相机信号采集卡,相机信号接收卡,高速相机控制软件、相机时序模拟器等功能,并在此基础上实现了功能间的相互交互,对于提高相机工作效率有很大帮助。

Claims (8)

1.一种多功能的高速相机信号转换接收平台,包含上位机软件、CameraLink收发模块、光纤收发模块、网络收发模块、扩展接口、大容量DDR3存储器、可编程逻辑阵列(FPGA),其特征在于:通过以太网修改FPGA内设寄存器的值,可使该信号转换平台工作在信号转换卡、模拟图像发生器、网络采集卡这三种模式,其中信号转换卡和网络采集卡这两种模式可同时工作。
2.根据权利要求1所述的一种多功能的高速相机信号转换接收平台,其特征在于:结合软件硬件实现,在同一硬件基础上实现了CameraLink、光纤、网络接口的信号采集功能,实现了CameraLink光纤信号的相互转换功能,实现了相机信号的模拟、相机参数设置功能。
3.根据权利要求2所述的一种多功能的高速相机信号转换接收平台,其特征在于:硬件电路包含:硬件电路需具有CameraLink接口、光纤接口、千兆网接口、串口、大容量存储器DDR3,所述接口和器件连接到FPGA,所述FPGA包括FPGA芯片和FPGA外围电路。
4.根据权利要求1所述的一种多功能的高速相机信号转换接收平台,其特征在于:所述上位机软件部分,其功能包括:(1)用于转接卡工作模式切换,具体为相机信号模拟、图像信号采集、CameraLink光纤信号转换;(2)用于相机参数设置,具体为曝光时间、帧频、靶面大小设置;(3)用于显示采集图像;(4)用于产生模拟相机图像数据并发送。
5.根据权利要求2所述的一种多功能的高速相机信号转换接收平台,其特征在于:所述的信号采集功能,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使FPGA芯片通过CameraLink芯片接收相机信号,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使FPGA芯片通过光纤收发芯片采集相机信号。
6.根据权利要求2所述的一种多功能的高速相机信号转换接收平台,其特征在于:所述的信号转换功能,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使FPGA芯片实现CameraLink与光纤信号的转换。
7.根据权利要求2所述的一种多功能的高速相机信号转换接收平台,其特征在于:所述的相机模拟功能,从网络或光纤接收模拟图像,利用模拟时序发生器将接收到的图像按照需模拟相机的时序和靶面大小,通过光纤发送动态模拟图像,以供后续的信号处理系统或图像采集系统调试,相机时序和靶面可通过网络进行设置。
8.根据权利要求2、3或6所述的一种多功能的高速相机信号转换接收平台,其特征在于:所述的网络采用UDP协议或者指令,通过硬件描述语言VHDL/VerilogHDL使用FPGA芯片完成协议头的解析和关键字的匹配。
CN201510686470.2A 2015-10-21 2015-10-21 一种多功能的高速相机信号转换接收平台 Active CN105208314B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510686470.2A CN105208314B (zh) 2015-10-21 2015-10-21 一种多功能的高速相机信号转换接收平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510686470.2A CN105208314B (zh) 2015-10-21 2015-10-21 一种多功能的高速相机信号转换接收平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105208314A true CN105208314A (zh) 2015-12-30
CN105208314B CN105208314B (zh) 2018-08-03

Family

ID=54955715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510686470.2A Active CN105208314B (zh) 2015-10-21 2015-10-21 一种多功能的高速相机信号转换接收平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105208314B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106404185A (zh) * 2016-11-16 2017-02-15 昆明物理研究所 凝视型数字化红外成像组件
CN107426551A (zh) * 2016-05-24 2017-12-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种基于FPGA的全模式Cameralink数字图像光端机接收端及发射端
CN109413354A (zh) * 2018-11-19 2019-03-01 天津津航技术物理研究所 一种红外探测器接口转接装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263522A1 (en) * 2003-06-30 2004-12-30 Goodfellow Anthony E B USB digital display system
CN102750247A (zh) * 2012-06-05 2012-10-24 中国科学院光电技术研究所 一种适用于多传感器自适应光学系统的信号处理平台
CN102945291A (zh) * 2012-08-03 2013-02-27 南京理工大学 基于pci-e的高速图像采集存储卡
CN103246754A (zh) * 2013-04-22 2013-08-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种高速数字信号采集、存储系统
CN104581096A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 北京航天控制仪器研究所 一种复用视频传输光端机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263522A1 (en) * 2003-06-30 2004-12-30 Goodfellow Anthony E B USB digital display system
CN102750247A (zh) * 2012-06-05 2012-10-24 中国科学院光电技术研究所 一种适用于多传感器自适应光学系统的信号处理平台
CN102945291A (zh) * 2012-08-03 2013-02-27 南京理工大学 基于pci-e的高速图像采集存储卡
CN103246754A (zh) * 2013-04-22 2013-08-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种高速数字信号采集、存储系统
CN104581096A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 北京航天控制仪器研究所 一种复用视频传输光端机

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙科林、周维超、吴钦章: "高速实时光纤图像传输系统的实现", 《光学精密工程》 *
赵文达、赵建、曲锋、续志军: "嵌入式千兆网高清视频传输系统设计", 《液晶与显示》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107426551A (zh) * 2016-05-24 2017-12-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种基于FPGA的全模式Cameralink数字图像光端机接收端及发射端
CN106404185A (zh) * 2016-11-16 2017-02-15 昆明物理研究所 凝视型数字化红外成像组件
CN106404185B (zh) * 2016-11-16 2019-12-06 昆明物理研究所 凝视型数字化红外成像组件
CN109413354A (zh) * 2018-11-19 2019-03-01 天津津航技术物理研究所 一种红外探测器接口转接装置
CN109413354B (zh) * 2018-11-19 2021-08-06 天津津航技术物理研究所 一种红外探测器接口转接装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105208314B (zh) 2018-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103869292B (zh) 基于嵌入式gpu的通用雷达成像处理系统
CN204857144U (zh) Led显示屏控制系统和发送卡
CN203480022U (zh) 一种超高速通用雷达信号处理板
CN104239271A (zh) 一种采用fpga和dsp实现的仿真图像播放器
CN104022828B (zh) 一种基于异步通信模式的光纤数据传输方法
CN103793355A (zh) 基于多核dsp的通用数字信号处理板卡
CN103559152A (zh) 基于pcie协议的cpu访问本地总线的装置及方法
CN101916428A (zh) 一种图像数据的图像处理装置
CN105208314A (zh) 一种多功能的高速相机信号转换接收平台
CN103763549B (zh) 一种基于FPGA的Camera Link接口实验与开发系统
CN210781101U (zh) 数据采集装置及数据采集系统
CN116680220B (zh) 一种信号收发机及信号收发系统
CN112584092B (zh) 数据采集装置及数据采集系统
CN104618697A (zh) 一种基于FPGA的全配置型Camera link转光纤实时图像光端机
CN104660989B (zh) 一种基于FPGA的光纤转全配置型Camera link实时图像光端机
CN201465109U (zh) 基于光纤和pci-e的高速数据采集卡
CN106327848A (zh) 用于高分辨率多模态智能传感装置的分布式数据采集与传输装置
CN206907017U (zh) Usb信号延长器、usb信号传输系统
CN105578157A (zh) 一种视频光纤收发器
CN203574782U (zh) 基于相机接口标准的多路视频图像采集与传输装置
CN102521189A (zh) 一种通过cpld实现mdio接口信号转换的方法
CN112631976A (zh) 一种可配置硬件ip电路结构
CN110399255A (zh) 一种fpga系统及fpga系统的调试系统
CN113611102B (zh) 基于fpga的多通道雷达回波信号传输方法及系统
CN203761518U (zh) 一种基于FPGA的Camera Link接口实验与开发系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant