基于FPGA嵌入式圖像采集卡的研究.pdf

1、視頻采集與圖像處理技術無論在監(jiān)控領域還是在科研領域都有著極其廣泛的應用。傳統(tǒng)的視頻采集技術采用DSP作為整個系統(tǒng)的控制器,其設計會導致采樣的效率降低。近年來,隨著應用需求的多樣化,對圖像質量、實時性要求的提高,高速度、高精度的視頻采集系統(tǒng)急需研發(fā)。
　　本文結合FPGA處理速度快、內部邏輯資源豐富、可靠性強等諸多優(yōu)點,設計了多功能圖像采集系統(tǒng)的采集模塊和傳輸模塊。該系統(tǒng)包括4個模塊:采集模塊、存儲模塊、傳輸模塊、顯示模塊。在采集模

2、塊中采用了TI公司的 TVP5150視頻圖像解碼芯片,用來對 CCD圖像傳感器輸出的復合模擬視頻信號進行解碼處理。通過FPGA控制I2C總線對 TVP5150內部的寄存器進行配置,實現模擬圖像的數字化。同時為了滿足當前電子設備的數字輸出接口需求,采取了基于Camera Link接口的數字視頻接口的解決措施。存儲芯片采用兩片SRAM來對數據進行乒乓緩存。
　　文中為系統(tǒng)與計算機之間信息的傳輸設計了PCI、RS422兩種接口。PCI接

3、口的實現使用了美國PLX公司的PCI總線接口芯片PCI9054,采用FPGA對其進行邏輯控制,實現了高速、精確的數據傳輸。RS422總線采用了高速的差分數據總線模式,滿足了中低速圖像采集方面的應用需求。最后,圖像數據經過總線進入到計算機里進行顯示。
　　在系統(tǒng)設計完成后,使用 Modelsim仿真軟件和示波器對系統(tǒng)的部分模塊進行了調試和仿真,較完整的實現了預期的功能,證明了系統(tǒng)的可行性。該系統(tǒng)具有的多種輸入輸出接口模式、高速的數據