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基于FPGA的camera link接口设计

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长春大学学报 2022年第4期32卷 11-15页

作者：任丽晔汪晨长春大学电子信息工程学院长春130022

提出了一种基于FPGA的camera link接口设计,在其图像传输的功能上,配合图像采集卡添加串口通信功能,实现对camera link接口的测试。同时使用MMCM原语提供对整个系统的时钟输入,通过OSERDESE原语实现camera link接口数据的串并之间的转... 详细信息

提出了一种基于FPGA的camera link接口设计,在其图像传输的功能上,配合图像采集卡添加串口通信功能,实现对camera link接口的测试。同时使用MMCM原语提供对整个系统的时钟输入,通过OSERDESE原语实现camera link接口数据的串并之间的转换。最后使用Modelsim仿真软件对所有模块进行仿真,测试整体的功能,实现camera link接口的设计,验证方案的正确性。

关键词： camera link 图像传输口通信原语

基于camera link的视频图像信号源设计

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电子设计工程 2023年第12期31卷 23-27页

作者：马银鸿范正吉李张倩洪应平张会新中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对给某智能图像信息处理终端提供可靠的图像信号源,设计了一种基于camera link接口的视频图像信号源。该文对图像信号源进行了总体方案设计、硬件电路设计以及帧同步算法设计并进行了验证。该图像信号源通过PCIe总线连接到上位机,并利... 详细信息

针对给某智能图像信息处理终端提供可靠的图像信号源,设计了一种基于camera link接口的视频图像信号源。该文对图像信号源进行了总体方案设计、硬件电路设计以及帧同步算法设计并进行了验证。该图像信号源通过PCIe总线连接到上位机,并利用DDR3高速缓存图像。通过camera link接口与智能图像信息处理终端之间进行通信。结果表明,该设备可用于生产过程中智能图像信息处理终端的相关试验,完成了测试图像的输出,输出图像有效像素为2 560×720,采集到的画面40帧/秒,带宽可达1.9 Gbps,具有一定的工程应用价值。

关键词： camera link PCIe总线图像信号源图像传输

基于camera link的高可靠性图像数据传输设计

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仪表技术与传感器 2021年第1期 43-47页

作者：甄国涌丁润琦张凯华中北大学山西太原030051 电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对高速图像数据在传输时可靠性低的问题,分别从硬件和逻辑两方面对图像传输接口进行优化设计。在硬件上,采用camera link为高速图像数据传输接口;在逻辑上,采用FPGA为主控制器,通过对camera link接口时序优化设计,保证了数据传输的准... 详细信息

针对高速图像数据在传输时可靠性低的问题,分别从硬件和逻辑两方面对图像传输接口进行优化设计。在硬件上,采用camera link为高速图像数据传输接口;在逻辑上,采用FPGA为主控制器,通过对camera link接口时序优化设计,保证了数据传输的准确性,并且通过采用CRC+ECC双校验结合的方法实现了图像数据在高速传输时多错重传、少错纠正,提高了数据传输的可靠性。经试验验证,该设计可实现在短距离、大数据量的情况下可靠传输,在较长距离传输时误码率低于一百亿分之一。

关键词： camera link 图像传输双校验时序优化高速传输低误码率

基于camera link标准的高速图像激励与采集系统

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基于Camera Link标准的高速图像激励与采集系统

作者：王静华电子科技大学

学位级别：硕士

近年来，随着无人侦察机的广泛应用，高可靠性的数字记录仪成为无人侦察机能否被成功应用的一个关键设备。为了降低设备研发成本，减少无人机飞行次数，用来检测数字记录仪性能的专业检测设备的研究越来越重要。本文采用便携式工控机、... 详细信息

近年来，随着无人侦察机的广泛应用，高可靠性的数字记录仪成为无人侦察机能否被成功应用的一个关键设备。为了降低设备研发成本，减少无人机飞行次数，用来检测数字记录仪性能的专业检测设备的研究越来越重要。本文采用便携式工控机、camera link发生卡和采集卡，设计了基于cameralink标准的高速图像激励与采集系统，用来模拟无人机飞行试验中输出给记录仪的侦查数据，为高可靠性的数字记录仪提供测试信号。本文在系统的设计与实现过程中主要做了以下工作：（1）根据系统的功能需求提出系统的总体设计方案，将系统划分为图像激励模块、图像采集模块、日志模块和自检模块，每个模块实现不同的功能，并根据各模块要实现的功能分别对模块进行了设计与实现。（2）由于本系统模拟的任务载荷的数据速率最高可达2.0Gbps，对系统的实时传输能力要求很高，因此本文在系统实现过程中采用多线程技术，实现激励模块多种载荷同时进行图像数据处理;同时，针对载荷的不同分辨率，对数据进行分区处理，实现数据的快速发送。（3）利用MD5算法，将激励模块的发送数据与采集模块的采集数据进行比对，保证系统传输数据的完整性。而采集模块的实现中又将采集数据进行隔帧及分段存储，实现对激励模块传输数据的实时采集与存储。系统的实际测试表明，本文搭建的系统不仅可以模拟多种任务载荷，输出数字图像激励信号;并且可以把采集到的图像数据与发送数据进行比对，实现系统的维护检测;同时系统还具有日志记录功能，对系统运行过程中执行的主要操作与出现的重要事件进行记录，方便系统日常调试与维护。

关键词：无人机 camera link 图像激励图像采集实时性完整性

基于camera link接口的高速数据传输系设计与实现

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基于Camera Link接口的高速数据传输系设计与实现

作者：王秘剑重庆大学

学位级别：硕士

数字图像采集技术在生活中的各个领域扮演着极其重要的作用,并且在农业、医学、工业及军事应用等领域的高端应用越来越广泛。随着图像传感器的帧频及其分辨率的不断提高,成像系统对大量图像数据在其与终端PC间的传输速度的要求越来越高... 详细信息

数字图像采集技术在生活中的各个领域扮演着极其重要的作用,并且在农业、医学、工业及军事应用等领域的高端应用越来越广泛。随着图像传感器的帧频及其分辨率的不断提高,成像系统对大量图像数据在其与终端PC间的传输速度的要求越来越高,因而对高速图像采集与传输系统的研究具有重要意义。camera link接口支持极高的图像数据传输速率及远距离传输能力,以太网传输技术已经有百兆以太网、千兆以太网及万兆以太网等多种模式的局域网技术。本论文在camera link接口与千兆以太网的基础上设计了一套图像采集与传输系统。本论文研究了采集与传输系统的整体设计方案及所需的开发环境,该系统基于飞思卡尔公司的MPC8313E处理器与camera link接口实现了图像数据的采集与千兆以太网传输。本论文主要对采集与传输系统的硬件电路部分及软件部分进行了设计,其中硬件电路部分主要设计了MPC8313E处理器的最小系统,基于camera link接口的TTL/LVDS信号转换电路,基于MPC8313E处理器的千兆以太网模块、数据接口模块以及串口模块;软件部分主要基于嵌入式Linux操作系统,设计了基于I2C总线与V4L2视频驱动框架下的设备驱动程序,基于Socket网络编程的千兆以太网数据传输应用程序,基于V4L2视频采集接口编程规范下的视频采集应用程序;对启动引导程序U-boot、Linux内核及文件系统作了相应的移植,同时还设计了上位机的图像显示程序。本论文对采集与传输系统的主要单元进行了实际测试,该系统能够达到预期目标,能够完成图像数据的采集与传输。

关键词：图像采集与传输 MPC8313E 嵌入式Linux camera link

基于FPGA的camera link视频信号处理技术的研究

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基于FPGA的Camera Link视频信号处理技术的研究

作者：明章辉南京理工大学

学位级别：硕士

由于camera link视频信号具有高分辨率、高传输速度、图像处理灵活、通信协议简单、传输接口结构易于实现等优势,因此近年来在民用领域如安防监控、视觉遥感、多媒体处理等方面具有大量的市场需求。本论文以FPGA为核心处理器,研制了一... 详细信息

由于camera link视频信号具有高分辨率、高传输速度、图像处理灵活、通信协议简单、传输接口结构易于实现等优势,因此近年来在民用领域如安防监控、视觉遥感、多媒体处理等方面具有大量的市场需求。本论文以FPGA为核心处理器,研制了一套能够采集并处理camera link视频信号,并支持多种视频接口显示的处理系统。本文首先对系统的功能需求进行了分析,在此基础上提出以FPGA为核心器件的camera link视频信号处理系统的设计方案。方案中系统采集camera link相机的图像数据,将数据的色彩空间由Bayer转换为RGB或YUV,处理后的数据存储到SDRAM中,并分别用ADV7343和ADV7123视频编码芯片完成复合视频接口输出和VGA接口输出。接着设计硬件电路的原理图和PCB板,并对系统硬件电路平台进行了搭建与调试。然后重点研究了camera link相机功能模式,通过串口通信完成对相机工作方式的配置,并对视频信号的处理进行了初步探讨。最后编写视频处理系统软件,对cameralink视频信号进行采集、处理并存储,用FPGA普通I/O口模拟IIC总线对视频编码芯片进行配置,将视频信号以多种格式输出显示。

关键词： camera link FPGA 相机配置复合视频 VGA

光学显微图样测量系统中基于camera link接口的图像采集卡的设计

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光学显微图样测量系统中基于Camera Link接口的图像采集卡的设计

作者：赖冬寅电子科技大学

学位级别：硕士

光学显微图样测量系统是一种集合了光学系统、CCD技术、图像采集技术、数字图像处理、软件技术于一身的机器视觉系统。该系统能够对PCB板的走线宽度、线距、孔径等进行精确地光学检测,克服了传统检测的不利因素,可以提高检测的分辨率和... 详细信息

光学显微图样测量系统是一种集合了光学系统、CCD技术、图像采集技术、数字图像处理、软件技术于一身的机器视觉系统。该系统能够对PCB板的走线宽度、线距、孔径等进行精确地光学检测,克服了传统检测的不利因素,可以提高检测的分辨率和精度,提高生产效率,降低生产成本。光学显微图样测量系统硬件结构主要由光源、镜头、CCD相机、图像采集卡和计算机组成。本文基于目前国内较新的camera link数字相机接口,以高速的DDR SDRAM存储器进行数据存取,使用FPGA芯片结合PCI总线,设计出了一种数字图像采集卡。该采集系统用于采集CCD相机输出的数字图像信号,提高了图像采集的传输速率和抗干扰能力。本图像采集卡主要用于光学显微图样测量系统的图像采集,配合相关算法可以对采集到的光电图像进行处理。本次设计将基于camera link接口的图像采集卡应用于光学显微图样测量系统中,据我们所知,这在国内还未见相关报道。论文首先介绍了图像采集卡的整体方案,分析了系统工作原理和芯片的特点,设计了三个模块——基于camera link接口的数据采集模块、基于DDR SDRAM的数据存储模块和基于PCI接口的数据传输模块,并对各个模块的功能和实现进行了详细地讨论;然后绘制出原理图,结合抗干扰性能及走线的整体布局完成了印刷电路板的设计。最后,我们运用Verilog HDL硬件描述语言对FPGA进行编程,完成了对FPGA的内部逻辑设计,实现了对各个功能模块的控制。

关键词：光学显微图样测量图像采集 FPGA PCI camera link

基于PCIe总线的camera link图像采集卡设计

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基于PCIe总线的Camera Link图像采集卡设计

作者：黄影大连理工大学

学位级别：硕士

在海洋工程研究领域中,基于视觉原理的非接触测量技术为海洋平台及流体运动信息的精准测量提供了一种高效的解决途径。该技术以工业相机和图像采集卡取代传统的接触式传感器,避免了因传感器的自重而对被测目标物体运动产生的干扰,有效... 详细信息

在海洋工程研究领域中,基于视觉原理的非接触测量技术为海洋平台及流体运动信息的精准测量提供了一种高效的解决途径。该技术以工业相机和图像采集卡取代传统的接触式传感器,避免了因传感器的自重而对被测目标物体运动产生的干扰,有效地提高了测量效率及精度。然而,由于图像数据信息量大,因此在实时图像处理技术中对图像采集卡的性能提出了很高的要求。本文首先介绍了图像采集卡的研究现状和前景,针对海洋工程模型试验中海洋平台及流体运动测量所提出的速度与精度要求,设计了一款基于PCI Express总线的camera link图像采集卡。该图像采集卡以可编程控制器FPGA为核心,通过camera link接口接收图像数据,并存储至外部存储器DDR2,再通过PCI Express总线接口将数据传输到上位机。本文将从采集卡整体设计、硬件接口构成以及软件程序实现等几个方面进行分析阐述。首先详细介绍了camera link图像采集、PCI Express总线传输接口以及DDR2接口硬件电路设计。然后研究了camera link图像采集模块的软件实现,并在FPGA内嵌PCIeIP硬核基础上对图像采集卡进行了PCI Express接口的软件程序设计。针对PCI Express高带宽的优势,比较详尽的叙述了PCI Express总线高速DMA数据传输实现方法。最后在QuartusⅡ11.0开发环境下利用SignalTapⅡ在线逻辑分析仪对采集卡的各个模块分别进行调试,并给出了在线调试时序图。通过实际传输测试,PCI Express总线下DMA传输带宽在500MB/s以上,并且性能稳定。利用采集卡采集到的图像与实际目标图像比对,显示效果基本达到预期要求。实验结果表明基于PCI Express,总线的camera link高速图像采集卡无论从图像传输速度、图像显示效果以及相机控制方面均达到了预期效果,为海洋工程实验中图像处理平台提供了很好的支持。

关键词：图像采集 PCIExpres s总线 camera link FPGA IP硬核

基于camera link接口的成像电路设计

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基于Camera Link接口的成像电路设计

作者：白军科中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

高分辨率成像光谱仪在军事、航天领域中的应用日趋重要，对成像光谱仪获取的目标提出更高空间分辨率与光谱分辨率。随即，高分辨率成像光谱技术的发展，对高性能的成像电路设计技术带来了众多挑战。研究高性能的成像电路设计能为高分辨... 详细信息

高分辨率成像光谱仪在军事、航天领域中的应用日趋重要，对成像光谱仪获取的目标提出更高空间分辨率与光谱分辨率。随即，高分辨率成像光谱技术的发展，对高性能的成像电路设计技术带来了众多挑战。研究高性能的成像电路设计能为高分辨率成像光谱技术的发展与应用提供有力支撑。本文针对大面阵CMOS探测器与camera link接口技术，设计了成像光谱仪的成像电路。本文首先介绍了成像光谱仪的发展历程、分类以及应用前景。着重介绍了CMOS探测器的工作原理、成像特性以及应用，并与CCD探测器比较，又对目前常见的几种数据传输方式做了对比。重点分析了本文成像电路设计中所使用的CMOS探测器CYPRESS公司的CYII5SM1300A的特性、工作模式以及工作时序特征，针对这些特性设计了成像电路需要实现的功能。接着详细论述了camera link接口技术以及其硬件电路实现。在硬件电路设计中本文采用Spartan-3系列的FPGA，绘制4层PCB，利用硬件编程语言VHDL对时序进行硬件描述，实现对CMOS探测器与cameralink接口逻辑时序控制，实现了CMOS探测器卷帘快门与同步快门工作模式，并可以对感兴趣区域实现开窗模式成像。最后利用camera link接口技术传输与控制相机成像。进行了一系列的硬件调试实验，在调试过程中发现问题并予以解决，最后获得预想的成像效果。并对此次论文进行总结，对工作中存在不足之处提出进一步完善意见。

关键词：成像光谱仪 CMOS探测器 camera link FPGA 成像电路