CN109656101A - 一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法，用于PCB无菲林曝光领域。本发明采用服务器、光纤传输和FPGA共同完成倾斜扫描的数据处理，先在服务器中对矢量图进行操作后转为位图，然后根据倾斜因子n将位图进行倾斜预处理，并将预处理的数据通过光纤传输送到DDR2/3进行存储。最后利用FPGA对DDR2/3进行间隔性地数据读取，并对读取出来的数据做倾斜后处理和帧化操作，经处理后的帧数据用于驱动数字微镜，可实现正确的倾斜扫描功能。采用服务器和FPGA相结合的方式，可充分结合两种处理芯片的优势性能，缩短开发时间。

Description

一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法
技术领域
本发明涉及无菲林曝光的PCB领域，特别涉及一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法。
背景技术
传统曝光机是目前印刷电路板(PCB)制造工艺中最重要的设备之一，其曝光质量决定了PCB的良率、线宽精度等。随着PCB线宽线距的要求越来越窄，传统曝光机由于存在菲林涨缩、真空贴合不平等原因逐渐遇到瓶颈，因此无菲林曝光技术的需求显得更加迫切。
无菲林曝光通常采用激光束直写或数字微镜(DMD)成像两种方式，其中激光束因其声光调制器的频率限制影响了PCB的产能，故市面上主要以数字微镜成像方案为主。然而DMD本身呈网格像素状，简单的直扫方式难以覆盖PCB的精度要求。倾斜扫描可变相地减小网格划分精度，进而降低DMD像素化的影响，同时保持设备的产能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法。
为解决现有技术的上述缺陷，本发明提供的技术方案是：一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在服务器中对矢量图进行涨缩、偏移、旋转操作，实现实时涨缩功能；
2)服务器根据倾斜因子n确认栅格化需要的扫描解析度，由服务器将矢量图栅格化为位图；
3)在服务器中对位图进行倾斜预处理，倾斜预处理包括重构、移位和置换，重构是将离散的像素点通过列序重排后形成相邻的倾斜像素点；移位是将相邻的倾斜像素点通过上下移位的方式变成行内相邻的像素点；置换是将行内相邻像素点对应的n幅平行图形重新组合排序，形成并行的或互相穿插的1幅图，使得DMD每行读取的地址间隔都是固定的；
4)将服务器预处理的位图数据通过光纤传输送到DDR2/3进行存储，最后利用FPGA对DDR2/3内的数据进行间隔性地数据读取，并对读取出来的数据按n行为一组进行移位操作，从移位好的数据组中截取H行数及对应行的数据量L形成一帧数据，该帧数据用于驱动DMD；每帧的数据刷新根据同轴光栅同步信号进行设定，即可实现倾斜扫描的功能。
所述FPGA为现场可编程门阵列，所述DDR2/3为储存器，所述DMD为数字微镜。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明采用服务器、光纤传输和FPGA共同完成倾斜扫描的数据处理，先在服务器中对矢量图进行操作后转为位图，然后根据倾斜因子n将位图进行倾斜预处理，并将预处理的数据通过光纤传输送到DDR2/3进行存储。最后利用FPGA对DDR2/3进行间隔性地数据读取，并对读取出来的数据做倾斜后处理和帧化操作，经处理后的帧数据用于驱动数字微镜，可实现正确的倾斜扫描功能。采用服务器和FPGA相结合的方式，可充分结合两种处理芯片的优势性能，缩短开发时间。
附图说明
下面就根据附图和具体实施方式对本发明及其有益的技术效果作进一步详细的描述，其中：
图1是本发明数据倾斜处理的整体流程图。
图2是倾斜扫描形变示意图。
图3是图像倾斜预处理示意图。
图4是倾斜后处理示意图。
图5是倾斜后处理的FPGA指示图。
具体实施方式
下面就根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不局限于此。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法；主要由服务器、光纤传输和FPGA共同完成倾斜扫描的数据处理。图2为倾斜扫描的形变示意图，实际上DMD呈左边的倾斜矩形状，DMD每一行对应的数据是在图形相应倾斜方向上截取获得的，将倾斜方向上的数据重新按行往下排序即可形成右边的图形，进而提高数据的可操作性。具体实施为先在服务器中对矢量图进行操作，然后栅格化，再根据倾斜因子n对位图进行倾斜预处理，并将预处理的数据通过光纤传输送到DDR2/3进行存储。最后利用FPGA对DDR2/3进行间隔性地数据读取，并对读取出来的数据做倾斜后处理和帧化操作，经处理后的帧数据用于驱动数字微镜DMD，可实现正确的倾斜扫描功能。倾斜因子n可以选取3～32间任意一个整数。
以倾斜因子n＝4为例：
倾斜因子n＝4意味着DMD像素之间进行了4细分，在栅格化的时候需将扫描解析度提高到正常像素的4倍。
对栅格化后的位图进行倾斜预处理，包括重构、移位和置换。DMD取值的相邻像素点都间隔4列，在重构过程中将图形按4列为1组进行划分，每组取出第1列组合成第1幅位图，每组取出第2列组合成第2幅位图，同理组合，形成4幅平行图形。对每幅新位图进行移位操作，即第1列向上移0位，第2列向上移1位，第N列向上移N-1位，使得DMD对应像素在同一行排布。为了方便FPGA对DDR2/3的读取操作，将4幅平行图形进行置换操作，形成并行的或互相穿插的1幅图，使得DMD每行读取的地址间隔都是固定的。
将预处理的数据通过光纤传输送到DDR2/3进行存储，最后利用FPGA对DDR2/3中图像数据进行每4行读取一组数据，并对读取出来的数据进行倾斜后处理，即每4行为一组进行移位操作，第1组向左移0位，第2组向左移1位，第M组向左移M-1位。最后从移位好的数据组中截取H行数据，每行数据量为L个，形成一帧数据，该帧数据用于驱动DMD，如图4所示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (3)

1.一种数字微镜倾斜扫描的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在服务器中对矢量图进行涨缩、偏移、旋转操作，实现实时涨缩功能；
2)服务器根据倾斜因子n确认栅格化需要的扫描解析度，由服务器将矢量图栅格化为位图；
3)在服务器中对位图进行倾斜预处理，倾斜预处理包括重构、移位和置换，重构是将离散的像素点通过列序重排后形成相邻的倾斜像素点；移位是将相邻的倾斜像素点通过上下移位的方式变成行内相邻的像素点；置换是将行内相邻像素点对应的n幅平行图形重新组合排序，形成并行的或互相穿插的1幅图，使得DMD每行读取的地址间隔都是固定的；
4)将服务器预处理的位图数据通过光纤传输送到DDR2/3进行存储，最后利用FPGA对DDR2/3内的数据进行间隔性地数据读取，并对读取出来的数据按n行为一组进行移位操作，从移位好的数据组中截取H行数及对应行的数据量L形成一帧数据，该帧数据用于驱动DMD；每帧的数据刷新根据同轴光栅同步信号进行设定，即可实现倾斜扫描的功能。
2.根据权利要求1所述的数字微镜倾斜扫描的数据处理方法，其特征在于，所述倾斜因子n为4时，在重构过程中将图形按4列为1组进行划分，每组取出第1列组合成第1幅位图，每组取出第2列组合成第2幅位图，每组取出第3列组合成第3幅位图，每组取出第4列组合成第4幅位图，形成4幅平行图形；对每幅新位图进行移位操作，即第1列向上移0位，第2列向上移1位，第N列向上移N-1位，使得DMD对应像素在同一行排布；为了方便FPGA对DDR2/3的读取操作，将4幅平行图形进行置换操作，形成并行的或互相穿插的1幅图。
3.根据权利要求2所述的数字微镜倾斜扫描的数据处理方法，其特征在于，所述服务器将预处理的幅图数据通过光纤传输送到DDR2/3进行存储，最后利用FPGA对DDR2/3中图像数据进行每4行读取一组数据，并对读取出来的数据进行倾斜后处理，倾斜后处理即是每4行为一组进行移位操作，第1组向左移0位，第2组向左移1位，第M组向左移M-1位；最后从移位好的数据组中截取H行数据，每行数据量为L个，形成一帧数据，该帧数据用于驱动DMD。
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