CN202362765U

CN202362765U - 一种可变换格式的图像信号源发生装置

Info

Publication number: CN202362765U
Application number: CN 201120323301
Authority: CN
Inventors: 成明伟; 王跃阳
Original assignee: 8358 Research Institute of 3th Academy of CASC
Current assignee: 8358 Research Institute of 3th Academy of CASC
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2021-08-31

Abstract

本实用新型涉及一种图像信号源设备，具体涉及一种可变换格式的图像信号源发生装置。目的在于满足图像处理板调测试、筛选且成本合理。该图像信号源发生装置包括主处理单元、存储单元、电源、输入接口单元、输出接口单元及晶振；其中：所述主处理单元由FPGA构成，包括基准时钟生成模块，输出时序生成模块，灰阶基准图像生成模块，棋盘格基准图像生成模块，动态基准图像生成模块和输出图像类型选择模块。该图像信号源发生装置成本低，扩展性好，适合于测试设备等所需较大批量需求的场合。

Description

一种可变换格式的图像信号源发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种图像信号源设备，具体涉及一种可变换格式的图像信号源发生装置。

背景技术

图像处理板全生产周期需要历经焊接、调测试、子系统联调、高低温筛选试验、振动筛选试验等环节，其中，调测试、子系统联调、高低温筛选试验、振动筛选试验等环节需要图像信号源的配合工作才能完成。

目前，产品用图像处理板调测试时使用探测器组件作为图像信号源使用，在产品初始研制阶段，此种使用方法可能比较便捷。但是，当进入图像处理板大批量生产之后，在其全生产周期会存在诸多问题：①图像处理板调测试时，不能保证图像处理板是否正常工作，如果图像处理板异常，有可能导致探测器组件的损坏；②图像处理板高低温筛选试验过程中，每套产品长达40个小时的工作时间，这样会严重降低探测器组件的使用寿命；③振动筛选试验过程中，图像处理板产品需经历较长时间的振动筛选，同样，也会严重降低探测器组件的使用寿命。基于以上原因，及图像处理板大批量生产的需求，而且探测器组件具有价格昂贵、使用寿命较短的特点，不可能使用探测器组件作为图像处理板调测试、筛选的信号源使用，需要设计成本合理、能满足图像处理板调测试、筛选等使用需求的图像信号源发生装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本合理、满足图像处理板调测试、筛选等使用需求的可变换格式的图像信号源发生装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种可变换格式的图像信号源发生装置包括主处理单元、存储单元、电源、输入接口单元、输出接口单元及晶振；其中：所述主处理单元由FPGA构成，包括基准时钟生成模块，输出时序生成模块，灰阶基准图像生成模块，棋盘格基准图像生成模块，动态基准图像生成模块和输出图像类型选择模块。

如上所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其中：所述输入接口单元、输出接口单元包括RS422差分信号接收、输出芯片和LVDS信号输入、输出芯片。

如上所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其中：所述晶振为29.5MHz。

如上所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其中：所述电源采用LINEAR公司的LT1764作为电源芯片。

如上所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其中：所述RS422差分信号接收、输出芯片分别为NSC公司的DS89C386、DS89C387芯片；所述LVDS信号输入、输出芯片分别为MAXIM公司的MAX9248、MAX9247芯片。

如上所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其中：所述主处理单元FPGA为XILINX公司的XC3S400-PQ208芯片。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的一种可变换格式的图像信号源发生装置，由于组成图像信号源系统所需的FPGA芯片、接口芯片、电源芯片、晶振等主要器件成本较低，可以达到既满足使用要求，又节约成本的目的，适合于测试设备等所需较大批量需求的场合。

2.另外，该图像信号源发生装置配备有RS422输入接口芯片、RS422输出接口芯片、LVDS输入接口芯片、LVDS输出接口芯片，由于FPGA芯片具有多次可编程性，在对FPGA固件进行适应性改进升级后，也可满足其它产品调测试、试验等的需求，软硬件上均具备通用性。

3.通过输出图像类型选择生成灰阶基准图像、棋盘格基准图像、动态基准图像等可满足不同图像处理产品调测试、试验等的需求，并且扩展性好。

附图说明

图1为本发明提供的一种可变换格式的图像信号源发生装置的硬件结构示意图；

图2为本发明提供的一种可变换格式的图像信号源发生装置的图像信号源处理模块示意图；

图3为图像信号源时序；

图4灰阶基准图；

图5棋盘格基准图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种可变换格式的图像信号源发生装置作进一步介绍：

如图1所示，一种可变换格式的图像信号源发生装置包括主处理单元、存储单元、电源、输入接口单元、输出接口单元及晶振。

主处理单元由FPGA构成。该FPGA实现对输入接口芯片、输出接口芯片的初始化配置；完成对输入接口单元输入图像的缓存功能；根据不同的需求编写相应的时序，通过输出接口单元输出标准测试图像数据或是将接收到的图像输出。本实施例中，FPGA选择XILINX公司的XC3S400-PQ208为主控芯片，该FPGA具有8064个逻辑单元(LC)，4个DCM，288Kbits Block Ram，最大141个用户I/O，完全满足FPGA硬件逻辑设计所需资源的要求。

存储单元FLASH主要用于存储FPGA固件程序，以便上电后，FPGA芯片能够自动加载程序进行工作。

电源输入电压+12.0V，通过电源芯片分别产生提供输入输出接口芯片的+5.0V、提供FPGA等正常工作的+1.2V、+2.5V、+3.3V电压。本实施例中，采用LINEAR公司的LT1764作为电源芯片，完成由+12.0V至+5.0V、+5.0V至+3.3V、+5.0V至+2.5V及+5.0V至+1.2V的转换工作。

输入接口单元、输出接口单元用于RS422图像信号输入与输出，LVDS图像信号输入与输出；RS422图像信号输入与输出需选择满足RS422电气标准的差分信号输入芯片、满足RS422电气标准的差分信号输出芯片；LVDS图像信号输入与输出需满足LVDS电气标准的LVDS信号输入芯片及满足LVDS电气标准的LVDS信号输出芯片。

本实施例中，采用NSC公司的DS89C386作为RS422差分信号接收芯片用于RS422图像信号输入，该芯片具有12路RS422差分信号的接受能力，两枚芯片即可满足图像所需19路信号的能力。采用NSC公司的DS89C387作为RS422差分信号输出芯片RS422图像信号输出，该芯片具有12路RS422差分信号的输出能力，两枚芯片即可满足图像所需19路信号的能力。

采用MAXIM公司的MAX9248作为LVDS解串器用于LVDS图像信号输入，该芯片能够在传输数据和控制信号阶段对27位数据进行解串处理。传送数据时，LVDS串行输入转换位18位并行视频数据；传送控制信号时，输入转换为9位并行控制信号。独立的视频和控制信号传输能够降低串行数据速率。采用MAXIM公司的MAX9247作为LVDS串行器用于LVDS图像信号输出，该芯片可将27位并行数据转换位串行数据输出，18位视频数据和9位控制数据经过编码，复用到串行接口，可降低串行数据速率。

晶振选择为29.5MHz，根据实际需要在FPGA内部进行分频处理，以满足使用要求。

如图2所示，主处理单元FPGA主要包括以下几个模块：

(1).基准时钟生成模块，该模块的主要功能是通过分频的方式将晶振产生的29.5MHz时钟信号进行四分频生成满足时序要求的7.375MHz基准时钟信号；

(2).输出时序生成模块，生成与规定输出时序一致的由场同步信号、行同步信号、点时钟信号、16bit数据信号组成的图像信号源信号，其时序如图3所示；

(3).灰阶基准图像生成模块，根据使用要求生成大小为256行、320列的灰阶图像，图像灰度变化范围0～255，即第一行数据值为0，第二行数据值为2……，第256行数据值为255，保证每行中各列取相同值，灰阶基准图示意图如图4所示；

(4).棋盘格基准图像生成模块，根据使用要求生成大小为256行、320列的棋盘格图像，图像灰度分别为0xAAAA、0x5555，棋盘格基准图示意图如图5所示；

(5).动态基准图像生成模块，根据使用要求生成大小为256行、320列的动态变化图像表现为屏幕上按一定轨迹滚动的矩形窗图像或其它形状窗图像；

(6).输出图像类型选择模块，根据外接控制选择不同模式的输出图像类型，例如灰阶基准图像、棋盘格基准图像、动态基准图像等。

FPGA硬件逻辑设计，通过FPGA专用的设计平台，设计基准时钟生成模块，输出时序生成模块，灰阶基准图像生成模块，棋盘格基准图像生成模块，动态基准图像生成模块，输出图像类型选择模块等功能。

通过以上设计，该图像信号源发生装置能够满足图像处理板调试、测试、高低温试验、摸底试验的所需的要求。通过更新升级FPGA固件程序可以实现满足不同时序要求图像信号源的能力。是一种成本低廉、适用性广、性能可靠的图像信号源装置。

本实用新型不局限于实施例中给出的具体芯片型号，本领域技术人员可根据实际需要选择实现该类功能的芯片型号。

Claims

1.一种可变换格式的图像信号源发生装置，其特征在于：包括主处理单元FPGA、电源、与FPGA相连的存储单元、输入接口单元、输出接口单元及晶振；所述输入接口单元、输出接口单元包括RS422差分信号接收、输出芯片和LVDS信号输入、输出芯片；所述电源采用LINEAR公司的LT1764作为电源芯片。

2.根据权利要求1所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其特征在于：所述晶振为29.5MHz。

3.根据权利要求1所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其特征在于：所述RS422差分信号接收、输出芯片分别为NSC公司的DS89C386、DS89C387芯片；所述LVDS信号输入、输出芯片分别为MAXIM公司的MAX9248、MAX9247芯片。

4.根据权利要求1所述的一种可变换格式的图像信号源发生装置，其特征在于：所述主处理单元FPGA为XILINX公司的XC3S400-PQ208芯片。