X射线探测器数据采集与实时传输系统

根据自主设计的X射线探测器读出芯片数据量大、速度快和连续性的特点。设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、第二代双倍数据率同步动态随机存储器(DDR2)与第三代通用串行总线(USB3. 0)的X射线探测器数据采集与实时传输系统。系统以FPGA和USB 3. 0协议为核心,由FPGA采集X射线探测器读出芯片的24通道数字信号,并送入DDR2存储器中进行高速缓存,高速缓存的数据最终被USB 3. 0接口传输至PC端进行实时处理。该系统数据采集的吞吐率可达2 400 Mbps,USB接口传输速率可达2. 5 Gbps,能够满足X射线探测系统中高速采集与实时传输的要求。     

基于FPGA的实时双目图像采集与预处理系统设计

针对目前智能交通监控系统中动态目标数据量大、噪声干扰多、实时性要求高等问题,设计了基于FPGA的实时双目图像采集与预处理系统。利用FPGA的并行特性和流水线技术,实时采集双通道图像数据,且通过DDR3 SDRAM缓存,再将其用拼接方式输出显示;采用像素排序流水线操作,实现了基于FPGA的并行中值滤波算法,提高了算法处理速度。试验结果表明,所设计的双目图像采集与预处理系统能够实现图像的实时采集与显示,并能快速地进行图像降噪处理。     

基于ARM+FPGA高分辨率液晶显示系统的设计与实现

结合ARM操作灵活和FPGA实时处理的优点,提出采用ARM+FPGA结构驱动高分辨率RGB888液晶显示屏。ARM接口丰富、操作灵活可以满足客户操作方便的需求;FPGA模块采用FPGA+DDR形式,数据存取速度达到400 MB/s可以满足画面刷新速度较快的需求;FPGA操作DDR方式采用双端口64 bit模式,设计32 bit数据读取宽度,实现RGB888数据无失真显示。通过ARM处理器LPC1788和Xilinx公司XC6SLX9硬件平台搭建形成产品,在很大程度上满足了工业液晶显示市场的需求。     

高速CMOS图像存储与实时显示系统设计

针对遥测系统图像单元存在数据量大、速度快、无法直接存储显示等问题,设计了一种高速图像存储与实时显示系统。系统以Spartan 6系列现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理器,使用Full模式Camera Link接口采集CMOS相机输出的图像数据,利用DDR3乒乓缓存技术将图像数据写入由SATA控制器组成的磁盘阵列中,并且通过千兆以太网接口将处理后的数据上传至计算机;图像数据采用抽帧以及降低分辨率的形式,将其转换为1 024×768像素的VGA分辨率格式,最后通过VGA接口对图像进行实时显示。实验结果表明,该系统能够对分辨率为2 048×2 048像素、帧频为150 f/s的高速图像数据进行长时间存储与实时显示。     

基于DSP和FPGA的实时图像采集处理系统的设计

针对目前对图像采集处理系统的高速性和便携性的要求,设计了一套基于DSP、FPGA和ARM9的实时图像采集处理系统.该系统主要利用FPGA的SoPC系统定制NiosⅡ软核处理器及相关外设IP核来完成图像数据的采集和存储.DSP通过EMIF接口和EDMA接口完成数据的搬移和图像处理的算法.ARM作为主机,通过HPI接口与DSP进行数据通信.结果表明,该平台工作性能稳定,处理能力强,能完成算法的数据处理并对数据实时显示,适用于自动循迹、模式识别等高速数据采集的应用场合.     

Zynq-7000"FPGA+ARM"架构的数字图像处理系统设计

针对目前数字图像高帧频、高分辨率、大数据量的特点,本系统选取有丰富逻辑资源、具有高速并行运算能力和可重构能力的Zynq-7000系列产品,其"FPGA+ARM"的体系架构提高了数字图像处理系统前端图像的采集速度、方便了中端图像处理以及后端的显示.本文介绍了基于Zynq-7000的Cameralink图像输入与采集、Cameralink图像传输与存储和CameraLink图像显示的数字图像处理系统的设计,并且详细介绍了各部分功能涉及的关键技术.经验证,本系统实时性高、体积小、性能稳定,实现了大数据量的图像采集与传输,目前已应用在实际的项 目中.     

采用SRIO协议实现多DSP实时系统图像数据传输

针对高速实时图像处理系统数据量大、算法复杂度高等特点,从系统的处理性能、缓存容量、传输带宽三个要点考虑,设计了一种基于FPGA+4DSP架构的实时图像并行处理系统,使用SRIO互连技术取代传统EMIF方式实现DSP间、DSP与FPGA中间的数据传输。实验结果表明,系统传输带宽峰值为312.5 MB/s,这种新的嵌入式实时图像处理平台能够实时采集传输处理1k?1k@100 f/s高分辨率图像数据,并且具有可靠性高、通用性强、灵活性好的优点。     

基于PCIe总线的显微镜图像采集系统设计

为了实现实时快速传输高分辨率图像,设计了x4通道的PCI Express图像采集系统,应用于显微镜自动对焦成像模块的大数据量传输。采用了Altera公司型号为EP4CGX30CF23C8的FPGA,该芯片内部集成支持链式DMA传输功能的PCIE硬核。利用Jungo公司的Windriver软件实现了链式DMA的上层应用设计。经测试与验证,该系统能很好地完成成像模块图像数据的实时采集并稳定快速地传送到上位机,无掉帧现象,性能稳定。系统适用于显微镜自动对焦的高分辨率图像模块数据采集。     

基于ZYNQ的远程图像采集系统设计

针对传统图像采集系统远程图像传输延时长和数据丢失的缺点,设计了一种基于ZYNQ芯片开发的实时视频采集与图像传输系统;系统具有两个采集通道,模拟视频信号通过BNC(Bayonet Neill-Concelman)信号线接入设备并经过ADC(Analog-to-Digital Converter)完成信号的数字化;利用主控芯片内部的FPGA资源部署并行处理单元完成对数字化图像数据的低时延处理;通过驱动片内AXI(Advanced eXtensible Interface)总线以DMA(Direct Memory Access)的方式将数据传输至DDR3存储器中;利用芯片内部的双核ARM Cortex-A9处理器高性能,在采集设备上移植嵌入式Linux系统,搭建Gstreamer流媒体应用服务器端,实现整个采集系统复杂任务调度和图像数据远程网络传输;与传统单ARM或DSP处理器的图像采集系统相比,该系统具有FPGA(Field Programmable Gate Array)的并行处理能力和高带宽的内部互联总线的优势,提高了图像数据处理速度,降低了图像数据由采集端到存储器的传输延时,提供了稳定远程图像传输功能,经实验测试该系统实现了每秒25帧的视频信号输出,与前端ADC的采集速率保持一致,整个采集展示的过程中视频画面连续且稳定。     

1394总线在实时图像系统中的应用

随着红外成像技术的不断发展,红外图像的数据量越来越大,成像的速度也越来越快,这就要求红外成像系统具有实时采集、实时处理、实时传送大批量数据的能力;但是现有的大部分数据传输接口速率较低,难以满足现实中对速度越来越高的要求;将1394高速申行接口引人到红外成像系统中,完成了1394接口电路硬件及软件的设计,并在微控制器(MCU)和FPGA的控制下实现了红外图像的高速传输、实时显示,大大提高图像数据的采集速度和系统的整体性能;测试结果表明,通过1394总线每秒可以传输42帧大小为320 * 240的红外图像,并实现了图像的实时清晰显示,满足了红外成像系统实时采集实时显示红外图像的要求.