基于FPGA的超高速CameraLink图像传输

基于现场可编程门阵列(FPGA)XC6LX100T设计了两套CameraLink接口传输的硬件平台,提出在实验中结合使用片上调试工具Chipscope和同步发生源模块用于精确测量FPGA中的传输误码的方法,详细对比了基于FPGA设计的CameraLink接口与DS90CR287、DS90CR288A的传输效果。结果表明:相对现今主流CameraLink接口电路,本文使用低压差分对代替大量并行数据线,最高可支持154 MHz像素时钟,单个CameraLink接口的传输速率可达4.31Gbit/s,突破了串并转换芯片传输速率的瓶颈,FPGA直接输出的CameraLink数据可以驱动6m的CameraLink传输线,图像可长时间正常无误显示,设计的系统可应用于各种基于CameraLink接口的传输系统。

高速Cameralink视频信号的光纤传输系统设计

针对目前常用的Cameralink视频信号的光纤传输方案系统结构过于复杂的问题,提出一种基于MAX9249/MAX9268的Cameralink视频信号的光纤传输方案。在发送端利用MAX9249实现Cameralink视频信号解串行化、编码、串行化,得到光模块驱动信号CML;在接收端利用MAX9268实现CML信号解串行化、解码、串行化,得到Cameralink视频信号,并对光收发模块的设计与选型作了详细阐述。用示波器抓取发送端和接收端高速串行信号的眼图,结果比较清晰,眼睛张开度大,发送端的Q因子为24.46,满足发送端大于12的要求,接收端Q因子为8.13,满足接收端大于6的要求。计算机采集的实时画面,经过10min传输无明显可视的像素噪点,验证了该传输方案的可行性和有效性。

基于FPGA的CameraLink图像数据接口设计

依据航天测试领域对于图像采集系统中特定格式图像数据传输与处理的技术要求以及小型化低成本的设计要求,设计了一种基于FPGA的CameraLink图像数据接口。此接口选用可编程逻辑器件FPGA作为主控制芯片,通过编程FPGA代替接口转换芯片,实现CameraLink协议的LVDS信号在FPGA端口的直接接收,有效数据速率可达110 MB/s。

基于GTP的Cameralink图像采集传输系统应用

针对星间激光通信中光斑实时检测与跟踪需求,设计了一套基于Cameralink的图像采集、传输与显示系统。可编程逻辑器件(FPGA)接收Cameralink接口图像数据并在片内RAM缓存后,由数据通用传输(GTP)完成无压缩并行图像数据至高速串行数据的转换,然后经单模光纤实现至上位机的实时传输。对系统架构、收发端的软硬件设计进行了详细阐述。实验表明,在2.5 Gb/s链路传输速率下,系统可实现图像数据的准确解析与稳定传输,且具有抗电磁干扰能力强等优点,满足工程项目应用需要。

基于时分复用的Cameralink高清视频光纤传输技术

针对Cameralink高清视频传输距离受到限制的问题,提出一种光纤远距离传输方案。采用FPGA为核心处理芯片,利用硬件描述语言实现多通道信号的时分复用和解复用,最终完成了非压缩视频信息的光纤传输。经某型高速视频处理系统的应用证明,该系统稳定、可靠,满足工业需求。

基于GTX串行收发器的高速Cameralink数字图像光纤传输

针对目前Cameralink数字图像光纤传输系统当中的不足,以实现高带宽的Cameralink-Full模式数字图像实时远距离传输为目的,对基于GTX串行收发器的数字图像光纤传输系统进行了研究;系统采用GTX串行收发器代替编解码芯片实现数据的串并转换功能,再通过数据通道的时分复用提高GTX串行收发器的传输带宽以及利用异步FIFO数据缓存处理等提高数字图像光纤传输系统的适应性;实验结果表明,GTX串行收发器的数据误码率达到10-12以下,光纤传输系统传输带宽达到4.19Gb/s。

基于万兆以太网的Cameralink数字图像光纤传输系统

针对当前工业相机在传输高分辨率和高帧频图像时的传输困难问题,设计了以FPGA为核心处理器的Cameralink数字图像光纤传输系统。系统采用SelectIO接口模块代替接口芯片,经数据处理后再通过万兆以太网模块完成2 Medium模式的Cameralink图像数据与AXI4-stream数据流之间的相互转换。实验表明:对于640×512分辨率、1 kHz帧频的2 Medium模式的Cameralink图像数据,可转化为AXI4-stream数据流进行高速、稳定的光纤传输。并在接收端将AXI4-stream数据流完整、实时地还原回2 Medium模式的Cameralink图像数据,解决了传输困难的问题,传输带宽为3.93 Gbit/s。

基于CameraLink标准的多路红外图像采集处理系统

针对长波线列5k×6探测器组件的图像采集处理要求,设计并实现了一种多路、高速、大数据量的实时图像采集显示处理系统。图像采集接口为5路并行标准CameraLink协议,采集卡选用3块DALSA公司的Xcelera-CL_PX4。实验中,采集5路每路1024×8889×16 bit大小的图像数据,进行图像的拼接、非均匀性校正、直方图均衡等处理。实验表明,对于这种多路、大分辨率图像的实时处理,该系统是稳定可靠的,并且已成功应用于某成像NETD和MTF测试系统中。

基于CameraLink接口高清图像跟踪器设计

针对以前标清摄像机PAL视频分辨率低、容易受干扰、传输延迟,导致图像跟踪器跟踪效果不理想,选用高清摄像机作为图像跟踪器图像输入源。基于高清摄像机CameraLink接口,设计了一款高清图像跟踪器。该图像跟踪器采用全数字接口,处理高清视频,数据处理量大,抗干扰强,提高了跟踪性能。

高速Cameralink图像数据光纤传输系统设计

Cameralink接口是目前工业数字相机的主要图像输出接口。但受传输距离限制,在远程视频网络中,图像数据一般以光信号传输。针对Cameralink接口相机在光纤网络中应用的这一具体问题,对Cameralink接口光纤传输系统进行了研究。设计的传输系统可兼容多种像素时钟的相机,最高传输带宽达到1.92Gb/s,可满足1024×1024相机100帧/秒拍摄频率下的数据量要求。

基于CameraLink的高速数据采集压缩系统

设计实现了一种基于CameraLink接口的新型高分辨率面阵CCD信号采集压缩系统。该系统创新点在于采用TMS320F206+FPGA+ADV202的组合结构,分别实现系统控制、时序产生、图像压缩功能,既满足了机载侦查设备内部空间小、结构紧凑的特点,又增强了系统电磁兼容等环境适应性能力。经过某型号空中挂飞试验,表明该系统可用于机载航拍数码相机的实时图像采集与处理等场合。

基于CameraLink的视频图像采集与传输系统

本文介绍了CameraLink接口标准的特点和原理,设计了一种基于CameraLink协议的图像数据采集与传输系统以提高工程项目的稳定性。该系统以FPGA作为核心处理单元,进行整体时序控制,实现数字图像的采集,信号转换,输入输出缓存和数据传输等功能。同时实现对相机工作模式的控制以及与计算机的接口通讯,可同时采集多个相机的数据。该设计简便,可靠,通过实际测试,采用以上控制接口系统在视频图像采集与传输控制方面能达到稳定的效果,各项指标均能满足实际工程项目设计要求。

基于FPGA的Cameralink高通量数据交互研究

针对目前高速科研相机的常用Cameralink视频信号传输接口需专用数据采集卡连接到计算机导致系统灵活性不够的问题,提出一种基于FPGA的Cameralink接口Deca模式下高通量数据实时交互处理方案。硬件上利用编解码芯片完成Cameralink接口的数字图像采集和转换,输出LVDS信号。软件设计采用异步FIFO完成数据缓存及转换,解决跨时钟域的时序匹配疑难。FPGA设计结合Cameralink接口最大通量数据传输协议80 bits模式10 tap/8bit格式准确数据交互。通过Modelsim仿真验证及实物测试,结果表明在sCMOS相机满帧全速2048×2048@100 fps最大85 MHz下,FPGA与Cameralink接口的高通量数据准确控制,并向下兼容Base、Medium及Full模式。具备很高灵活性及应用价值。

基于CameraLink的实时显示技术研究

由于目前基于CameraLink接口的各种相机都不能直接显示,因此本文基于Xilinx公司的Spartan3系列FPGA XC3S1000-6FG456I设计了一套实时显示系统,该系统可以在不通过系统机的情况下,完成对相机CameraLink信号的接收、缓存、读取并显示。系统采用两片SDRAM作为帧缓存,将输入的CameraLink信号转换成帧频为75Hz,分辨率为1,024×768的XGA格式信号,并采用ADV7123JST芯片实现数模转换,将芯片输出的信号送到VGA接口,通过VGA显示器显示出来。设计的系统可以应用于各种基于CameraLink接口的相机输出信号的实时显示。

CameraLink在视频控制系统中的应用

CameraLink是一种基于视频应用发展而来的通信接口,介绍了CameraLink接口协议的主要内容及工作原理。MC1310是一款采集速度达500fps的CMOS相机,像素为1280×1024,采用CameraLink接口。设计了基于CameraLink接口的视频一分二控制电路,将MC1310相机视频输出分成两路,一路对相机进行控制和通讯,另一路只对相机视频进行显示。结果表明,该系统运行稳定,调试方便,适合于高速数据的传输,拓宽了此类系统的应用范围。

小型化CameraLink至3G-SDI视频转换电路

采用Xilinx Xc6slx45t FPGA为核心处理器件,配以DDR3作为帧存,实现了一套实时CameraLink至3G-SDI视频转换电路。该电路可将CameraLink视频转换为双路独立的3G-SDI视频。同时该电路也可将CameraLink视频转换为两路独立的PAL模拟视频;具备3路422通信串口,1路232维护串口,还可以实现命令接收转发,分划字符菜单叠加,外同步及同步转发等功能。该电路尺寸为50mm×50mm,全部功能开启后功耗约4.5W。

基于MAX9259/MAX9260的CameraLink图像数据光纤传输技术

为了提高光电经纬仪上图像传输系统的性能,建立了光纤传输系统,本文针对传统Camera Link光纤传输系统方案中FPGA开发繁琐的问题,结合Camera Link接口协议和串行/解串行技术,设计了一种新的base型Camera Link的光纤传输系统,该系统采用Ser Des芯片组MAX9259/MAX9260代替编解码芯片,实现数据在Cameralink并行接口与光电转换模块串行接口之间的相互转化,并通过两种实验方案验证了系统的可行性。该方案省去传统方案中时分复用及异步FIFO缓存,降低了光纤传输系统的开发难度,并缩短了研发周期。实验结果表明:系统传输速率达到2. 5 Gb/s,具有传输稳定可靠,传输图像质量好,带宽高,抗电磁干扰能力强等特点,可满足多种像素时钟相机的需求。

用于自适应光学系统的80 bits CameraLink接口相机优化设计

为解决成品相机给自适应光学系统带来的实时性不高、灵活性和功能拓展性差等问题,本文提出了采用CameraLink协议接口、QDRII高速缓存、FPGA等进行相机设计的方法。该方法利用CameraLink高速接口保证了相机传输带宽,将FPGA作为主控单元,使相机具有可编程特性,保证了相机灵活性和功能拓展性。采用模块化的设计思路完成了相机优化设计,并进行了试验验证。结果表明相机在80 bits模式下8-tap/10-bit格式读出数据率达6 Gbits/s,264 pixels?256 pixels开窗后能实现5 200 f/s(帧/秒),且兼容CameraLink协议中其它格式。对相机进行了硬件图像裁剪的功能拓展,并分析了其它拓展功能应用。

基于Cameralink接口的双目CMOS APS成像系统的研究

为满足大视场、多个图像传感器同时使用、多光电图像传感器成像系统的响应一致性等技术需求,设计了一种大视场的成像系统。将先进先出缓存(FIFO)应用到数据传输技术当中,保证了系统多种图像数据同步实时输出;在基于低压差分信号(LVDS)技术上同时采用Camera link接口协议,设计了一种低成本、高速、稳定、简易的双目半导体金属氧化物有源传感器(CMOSAPS)成像系统,并深入探讨了系统的基本组成和工作原理;利用可编程门阵列完成自上而下的模块设计;并对系统部分工作时序进行了仿真,并进行板上调试;结果表明,本设计方案满足系统的大视场需求,为后续的图像采集工作打下了坚实的基础。

CameraLink接口的高速电子存储系统设计

为了满足高速数字图像摄像机的视频数据实时存储的需求,该文给出了一种基于Nand Flash的高速电子存储系统的设计。高速电子存储系统具有CameraLink摄像机接口、存储数据的文件管理功能和FTP网络下载功能,最大存储容量为3.84TB,最大数据写入速度可以达到3.2Gbps。