CCD系統(tǒng)下基于FPGA的PCI圖像采集卡設(shè)計與實現(xiàn)
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2 PCI圖像采集卡回放系統(tǒng)硬件設(shè)計
為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，降低串擾、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(低壓差分信號技術(shù))進行圖像數(shù)據(jù)的接收和控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。在實際應(yīng)用中，我們選擇了國家半導(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.antipu.com.cn/article/190453.htm
該芯片利用內(nèi)部時鐘把16位的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成LVDS數(shù)據(jù)進行傳輸；同時可以把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行處理。該芯片最大傳輸速率可達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的時鐘和省電管腳。
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24192個，最大分布式RAM是168 k，最大塊RAM可達1296kb，并且有8個DCM供編程人員使用，LX25功耗較低，易于使用。選擇FLASH芯片為XCF08P。
需要外部存儲器對圖像處理中的大量數(shù)據(jù)進行緩存，要求存儲器存取速度快、讀取時間短、實時性匹配強。選擇CYPRESS公司的SRAMCY7 C1470BV33的SRAM作為數(shù)據(jù)緩存芯片。CY7C1470BV33的速度可以達到250MHz，滿足系統(tǒng)時鐘頻率要求。
3 FPGA邏輯設(shè)計
3．1 總體設(shè)計
邏輯的整體設(shè)計如圖3所示，當圖像數(shù)據(jù)進入FPGA后，通過異步FIFO進行異步時鐘域的轉(zhuǎn)換。在第一個緩沖周期通過數(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，同時將SRAM1中的數(shù)據(jù)經(jīng)后端FIFO、PCI接口發(fā)送給主機。在第三個緩沖周期內(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，同時將SRAM2中的數(shù)據(jù)經(jīng)后端FIFO、PCI接口發(fā)送給主機，如此循環(huán)。由于乒乓操作的FPGA邏輯實現(xiàn)比較簡單，這里不再贅述。下面主要來設(shè)計PCI接口的邏輯。
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