CCD系統(tǒng)下基于FPGA的PCI圖像采集卡設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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2 PCI圖像采集卡回放系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，降低串?dāng)_、輻射等在高速傳輸數(shù)據(jù)中常見的問題，PCI圖像采集卡采用INDS(低壓差分信號(hào)技術(shù))進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的接收和控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。在實(shí)際應(yīng)用中，我們選擇了國(guó)家半導(dǎo)體的DS92LV16芯片作為接收和發(fā)送數(shù)據(jù)芯片。功能框圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/190453.htm
該芯片利用內(nèi)部時(shí)鐘把16位的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成LVDS數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；同時(shí)可以把LVDS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成16位并行數(shù)據(jù)供芯片或者可編程邏輯器件進(jìn)行處理。該芯片最大傳輸速率可達(dá)2．56Gbps；單一的3．3V供電即可使用；較低的EMI；發(fā)送端和接收端有單獨(dú)的時(shí)鐘和省電管腳。
采用Xilinx公司的一片XC4VLX25-11FF668I可編程邏輯芯片，FPGA被配置成PCI接口。LX25邏輯單元可達(dá)24192個(gè)，最大分布式RAM是168 k，最大塊RAM可達(dá)1296kb，并且有8個(gè)DCM供編程人員使用，LX25功耗較低，易于使用。選擇FLASH芯片為XCF08P。
需要外部存儲(chǔ)器對(duì)圖像處理中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，要求存儲(chǔ)器存取速度快、讀取時(shí)間短、實(shí)時(shí)性匹配強(qiáng)。選擇CYPRESS公司的SRAMCY7 C1470BV33的SRAM作為數(shù)據(jù)緩存芯片。CY7C1470BV33的速度可以達(dá)到250MHz，滿足系統(tǒng)時(shí)鐘頻率要求。
3 FPGA邏輯設(shè)計(jì)
3．1 總體設(shè)計(jì)
邏輯的整體設(shè)計(jì)如圖3所示，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)入FPGA后，通過異步FIFO進(jìn)行異步時(shí)鐘域的轉(zhuǎn)換。在第一個(gè)緩沖周期通過數(shù)據(jù)流選擇電路將圖像數(shù)據(jù)緩存到SRAM1中；在第二個(gè)緩沖周期，通過數(shù)據(jù)流選擇電路將圖像數(shù)據(jù)緩存到SRAM2中，同時(shí)將SRAM1中的數(shù)據(jù)經(jīng)后端FIFO、PCI接口發(fā)送給主機(jī)。在第三個(gè)緩沖周期內(nèi)再次通過輸入數(shù)據(jù)流選擇電路，把圖像數(shù)據(jù)緩存到SRAM1中，同時(shí)將SRAM2中的數(shù)據(jù)經(jīng)后端FIFO、PCI接口發(fā)送給主機(jī)，如此循環(huán)。由于乒乓操作的FPGA邏輯實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，這里不再贅述。下面主要來設(shè)計(jì)PCI接口的邏輯。
評(píng)論