PCI-E图像采集卡的开发

作     者：吴夏风 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁庆生

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：图像采集 PCI-Express FPGA WDM 

摘      要：随着计算机科学和视频技术的广泛发展,数字图像采集在电子通信与信息处理领域得到了广泛的应用。视频图像采集卡作为计算机视频应用的前端设备,承担着模拟视频信号向数字视频信号转换的任务,设计一种功能灵活,使用方便,便于嵌入到系统中的视频信号采集电路具有重要的实用意义。 本文首先介绍数字图像采集系统的发展现状和前景,提出了本次设计的目标:完成基于PCI-E总线的图像采集卡设计。 图像采集卡系统的基本构成,是以FPGA处理器为核心,控制外围的A/D数据采集模块,SDRAM数据缓冲模块及PCI-E数据传输模块。本文详细介绍了系统芯片的选择及最终的方案设计。 本文主要介绍了图像采集卡的FPGA内部程序结构。它主要分为数据采集模块,SDRAM读写控制模块和PCI-E控制模块。说明了A/D采集数据从接收到存储详细过程,以及对SDRAM读写状态机和PCI-E总线的操控。 图像采集卡WDM驱动程序的开发也是本文介绍的重点。驱动程序控制着采集卡的工作状态,并主导着采集卡的数据向PC传输。文章详细介绍了WDM驱动程序的开发过程及工作流程。 文章最后给出了FPGA程序验证结果及系统综合调试结果,对系统开发过程进行了总结,并对采集卡的发展做出了展望。