基于1394b总线的图像采集传输系统设计

视觉导航已经成为微型飞行器的主要导航方式之一,为了给视觉导航技术的研究提供验证平台,设计了一种数字图像实时采集传输方案,以IEEE 1394b高速光总线作为传输协议,以FPGA为控制核心生成图像传感器时序控制逻辑、FIFO缓存模块以及1394b协议链路层IP核.图像数据经FIFO缓存后打包成1394b格式的数据包,经过电光转换后通过光纤发送给插有1394b采集卡的计算机,利用Visual C++对接收到的数据进行处理,实现了图像的显示和存储功能.测试结果表明,系统的平均传输速率为123.264 Mb/s,能够满足系统的实时性要求.     

GTX接口在宽带自适应传输中的应用

针对不同数据带宽数据流实时传输和FPGA高速收发器传输速度固定的现状,提出了一种宽带自适应串行数据实时传输系统。发送端首先对待发送数据进行位宽转换和跨时钟域处理,再对数据进行标记和编码,最后通过GTX发送端口发送数据。接收端首先根据控制码和标记位解析有效数据,最后通过接收缓存模块进行位宽转换和跨时钟域处理。将该系统应用于示波记录仪采集数据传输中,当配置GTX线速度为4.5 Gbps时,15种采集卡的数据均能正确接收。该传输系统针对不同采集卡只需修改发送端缓存FIFO的写数据位宽,具有代码可移植性强、硬件平台兼容性强的特点。     

基于PXIe高速DAQ性能提升的关键技术研究

数据采集系统作为人们实现各种自定义功能的测量工具,其高采样率、高吞吐量和高实时性成为必然发展趋势。因此,在基于高速ADC芯片EV8AQ160的24 Gsps数据采集现有技术基础上进一步研究,成功地进行了升级改进,并对改进的关键技术进行了详细的讨论,最终以XILINX K7系列FPGA为处理核心,实现了基于DDR3 SDRAM的大容量高速缓存,以及PXIe10 x4的DMA传输的高采样率、高带宽的DAQ系统。实验结果表明,升级后的DAQ系统最高采样率提升到了5 Gsps,有效上传带宽高达455 MB/s。     

基于CoaXPress接口的高速串行传输系统设计

CoaXPress是一种新型高速数字图像传输接口标准,适用于各种高速和高带宽图像传输应用。本文设计实现了一种基于CoaXPress接口的高速串行传输系统。针对多路高速串行数据传输、调度、缓存和同步难题,硬件上每个模块设计4路CoaXPress接口,模块以FPGA为核心,采用PCIe3.0×8接口与主控制器进行通信,使用DDR4缓存高速数据;FPGA固件逻辑设计中使用XDMA硬核与主控制器进行通信,使用FDMA完成对DDR4的数据调度,使用GTH收发高速串行数据;采用FIFO缓存同步技术和PXI_TRIG触发总线技术相结合的方法,成功地实现了8个CoaXPress发送模块共32路发送接口之间的同步。最终对CoaXPress接口模块和系统进行了测试,CoaXPress接口的眼图、码速率、误码率、同步精度均满足要求。本文所设计的基于CoaXPress接口的高速串行传输系统工作稳定,性能可靠,已应用于新一代空间飞行器载荷—数传链路测试。     

基于FPGA与PXIe总线的光纤通信板卡设计与实现

为实现基于线阵CCD成像原理的调焦调平系统的图像数据采集、上传与分析,设计了基于PXIe总线与FPGA的数据传输系统.系统采用FPGA夹层卡(FMC)架构,由夹层卡和载卡构成.夹层卡配备4个高速光纤通信接口,实现与高速图像输出设备的接口互联.载卡采用FPGA做为主控制器,实时接收夹层卡传输的图像数据,将其缓存至板载的DDR SDRAM后,通过PXIe接口传输至PC机.系统研制完成后,对10 Gbps传输速率下的光纤接口的数据传输性能进行了测试,得到了端正、线迹清晰的眼图;进行了PXIe接口的批量数据传输测试,结果表明FPGA发送的数据与上位机接收的数据完全一致,验证了方案的正确性及合理性.     

基于JESD204B协议的数据采集接口设计与实现*

目前国内对于高速串行JESD204B接口开发使用难以摆脱国外限制,缺乏自主设计技术经验积累。为了促进JESD204B接口国产化进程,文中介绍了一种基于JESD204B协议的高速采样数据解析接收电路。利用Xilinx的高速串行收发器GTX实现了JESD204B接口的物理层,采用GTX内部8B/10B译码器解析接收串行数据流,按照4拜特对齐方式完成字节对齐,对GTX的功能配置和端口信号进行了研究;通过FPGA逻辑设计完成了接口的链路层,采用模块化设计思想,设计了同步请求管理模块,通过判断连续接收到标识符的数目控制链路初始化,并设计了用于检测和替换数据帧尾控制字节的接收数据处理模块。经过测试验证,在7.4 Gbps的传输速率下接口可以正确解析数据,所设计接口电路满足工程应用需求。     

机载高速数据总线技术的应用研究

数据总线作为机载设备、航电子系统和系统模块间的通信载体,是现代化战机性能的重要体现。机载高速数据总线是新一代先进式综合航电系统的关键技术,主要用于音频、图形、图像、视频等大数据量数据的实时传输。简要概述了国内外几种主流的机载高速航空数据总线及其发展现状,并从传输速率、传输协议、拓扑结构和技术成熟度方面进行了比较,论述了1394B数据总线和光纤通道技术在综合航空电子系统上的应用前景和价值。     

基于FPGA的多通道行波高速采集录波系统设计

设计了一种基于FPGA的多通道行波高速采集及录波系统,利用FPGA片内双端口RAM及片外大容量DDR构成分布式两级录波缓存,搭配DSP嵌入式处理器,可实现集中式行波测距装置多通道行波信号的高速采集、连续暂态录波、长过程录波功能。该系统所采用的分级缓存机制,解耦了信号采集的"高速率"与数据缓存的"大容量"应用需求,既实现多路行波数据的实时高速采集、连续暂态录波所需的高数据吞吐率,又具备大容量缓存空间用于故障测距算法离线分析与录波数据转储,很好地满足了电力行业输电线路行波测距相关的技术规范要求。     

基于Camera Link接口的高速视频图像采集系统

针对高速工业相机摄像过程中图像数据量大导致数据传输及存储困难的问题,提出了一种基于Camera Link接口的高速视频图像采集方案。Camera Link接口采用高级配置模式,并行传输8路像素数据、时钟信号及控制信号。现场可编程门阵列(FPGA)芯片生成图像采集模块及外围存储模块的时序控制逻辑。图像采集系统首先缓存像素数据于芯片内部FIFO,然后在SDRAM控制器的操作下将像素数据转移至8片同步动态随机存储器(SDRAM)中。实验结果表明,图像采集系统能够完成对分辨率1 280×1 024、帧频500f/s、位宽8bit高速视频图像的采集及存储。     

组网式多通道数据采集系统设计

针对冶金行业数据采集设备在恶劣工况下对多种过程信号进行数据采集的需求,设计了一种基于进阶精简指令集处理器(ARM)和现场可编程门阵列(FPGA)的组网式多通道数据采集系统.该系统实现了单个采集模块8路模拟量、8路数字量同步隔离采集、缓存、上传,并可通过高速光纤实现至多10个采集模块并联,具有体积小、成本低、抗干扰能力强等特点.实验结果表明,该数据采集系统精度高、可靠性高,各项指标满足工业现场应用需求.     

CY15B104Q在地震数据采集传输系统中的应用研究

针对传统地震数据采集传输系统在实时传输过程中频繁出现的数据丢失问题,设计了基于CY15B104Q的地震数据实时采集传输系统.系统以STM32F407ZG处理器为核心,选择CY15B104Q作为数据的缓存空间,在功能上扩大了传统地震数据采集系统的储存空间,在应用层上给出一套C语言的标准接口.经测试表明,将CY15B104...     

基于FPGA的动态目标识别与跟踪系统设计

为满足动态目标识别与跟踪系统对实时性、低功耗和小型化的要求，设计了一种以FPGA为核心的电路系统，辅以OV7670视频采集模块和VGA接口显示器，实现对视频图像进行采集、处理、矩形框标识，最终实现对动态的识别、跟踪和显示。其中，对图像的处理部分由FPGA完成，包括缓存、灰度处理、改进的位运算中值滤波、背景前景分离、帧间差分法与背景差分法融合进行运动目标检测与跟踪等，充分利用FPGA的高速并行处理的特点，结合片内RAM高速处理和片外SDRAM大容量特性，实现对视频数据的处理和存储。同时，系统具有抗干扰性较强、小巧、灵活、低功耗、通用性及可扩展性强等特点，既适合工业领域，又适合家居使用。     

基于DSP和FPGA的高速数据采集系统的设计及实现

本文设计了一种基于DSP和FPGA的双通道通用数据采集系统,每个通道的采样率为10 MSps,采样精度为14 b.设计中采用了FPGA实现2个异步FIFD作为模数转换器AD9240和数字信号处理器TMS320C6416的缓存器,并且FPGA内部可方便地实现各种逻辑电路与外围进行通信.数据的传输采用EDMA,实现了大容量数据的传输.实验结果表明,该数据采集系统有较高的采样精度,具有接口电路简单、可靠性高、调试方便等特点,可广泛应用于通信和图形采集中.     

超声波检测高速数据采集和传输技术的研究

研制了用于超声波数据高速采集和传输的检测系统。采样频率100MHz以上，可以满足超声波检测数据实时采集的需要。采用的PCI实时技术解决了高速大容量现场检测数据的存储和传输问题。同时应用的关键硬件FPGA和PLD器件可以较强地适用于科研开发和调度，具有一定的保密性，可以大大缩小硬件的体积。     

光纤通信技术在应用中的发展

介绍了大容量光纤信道系统技术的发展,如有些公司已经开发出信道容量超过10 Tb/s的光通信系统;描述了信号长距离光纤传输的发展情况,如无电再生中继器的超长距离传输已达4 000 km;阐述了如何通过减小波分复用(WDM)波长间隔以提高光纤传送容量;概述了微电子的集成和光子/光电子的集成技术的进展。     

基于PCI总线的CCD数字相机采集系统设计

针对高速图像信号采集系统中数据传输量大的特点,提出了一种基于PCI总线的CCD数字相机采集系统的设计方法,给出了系统整体设计方案。采集系统以Camera Link和PCI总线为接口,结合FIFO、PCI9054和FPGA来实现计算机对CCD相机的设置和图像数据的采集。Camera link接口实现低压差分信号至TTL信号的转化和相机与图像采集卡之间的串行通信,PCI9054实现本地端与PCI端的桥接使用户接口设计简单,FIFO实现对高速采集后的海量数据进行缓存,FPGA实现整个系统的时序控制。这很好的解决了计算机与数字相机进行高速、大数据量传输的难题。     

基于FPGA技术的外部主站与RTDS高速通信系统

针对RTDS仿真系统暂态数据大容量高速度的传输要求,开发了一种基于现场可编程门阵列（field programmable gate array, FPGA）技术的高速通信方法。基于该方法,研发了特性展示主站与RTDS的数据通信系统,能够进行微秒级别的高精度高速采样,可将RTDS仿真的微秒级暂态数据实时传输并存储到主站,支持主站的实时推送功能或回放分析功能。基于吉比特收发器FPGA（Gigabit Transceiver FPGA,GTFPGA）卡内置的高速通信Aurora协议开发了RTDS仿真器、GTFPGA卡和电网特性展示系统间的通信模块,通过网络WinPcap软件实现RTDS实时数据的传输,实现暂态数据的展示和回放分析。该模块以光纤为传输介质,以高性能FPGA为数据采集系统,具有良好的通用性和可推广性。     

基于双向拉曼的电力超长距传输方案研究

在电力系统向智能化发展的趋势下,对无中继超长跨距、大容量传输的需求日益迫切。文章介绍了基于双向拉曼系统40×10 Gbit/s超长跨距传输方案的理论研究和实验测试。系统采用超低损光纤作为传输介质,使用增强型前向纠错(Enhanced Forward Error Correction,EFEC)技术和双向拉曼放大技术,实现了40×10 Gbit/s OTN系统300 km无中继的超长距离传输,系统连续运行稳定。实验成果为衡量大容量超长跨距无中继传输的性能、指标和应用标准等提供了实验依据,为今后电力系统对无中继长跨距传输系统的设计提供了参考。     

长跨距无中继光纤传输系统的实验与分析

无中继光纤传输系统是指在光纤链路上不包括任何光电中继设备的传输系统。结合2.5 Gbit/s、10 Gbit/s、40 Gbit/s三种典型信道速率下的长跨距无中继传输系统实验,分析了实现大容量长跨距无中继传输的物理受限因素,探讨了应对的关键性技术,并通过实验证明了双向泵浦喇曼放大技术在无中继光纤传输系统中潜在的重要应用价值。     

一种基于Nios Ⅱ软核的嵌入式图像采集处理系统设计

提出了一种基于Nios Ⅱ软核处理器的嵌入式图像采集处理系统架构,在图像采集缓存区、图像处理缓存区和图像显示缓冲区之间通过Avalon总线流模式管道实现了数据的高速传输,着重介绍了该系统中组件模块的定制与设计,并给出了该系统的一个应用实例。