基于cpld和usb高速图像采集和传输系统设计.pdf

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工学硕士学位论文
基于和咚偻枷癫杉痛湎低成杓
硕士研究生:赵福昌
指导教师:王克家教授
学位级别:⊙妒
学科、专业:光学工程
所在单位信息与通信工程学院
论文提交日期年月
论文答辩日期年
学位授予单位哈尔滨工程大学
哈尔滨上程人学硕士学位论文
摘要
现代信息技术的迅猛发展,使得待处理的信息量急剧增加,高
速图像采集和传输的研究与应用,尤其是实时的图像引起了更广泛
的关注。哂写渌俣瓤欤С秩炔灏魏图床寮从茫子诶┱梗
占用的系统资源少等优点。.С至街执渌俾剩.
,,能够满足高
速外设的需要。
本课题重点研究了芟叩奶逑到峁购吞氐悖ㄗ芟咛卣鳌
信号环境、传输类型、数据流模型等;并针对传统的琁.
疎等接口的图像采集系统的不足,我们提出了一种基于.
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爬ǖ慕樯芰薝总线的特点,芟吆推渌芟呦啾
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高速图像采集和传输系统的设计方案。
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根据的输出数据的时序特点,编写了的时序控制
程序,并进行了仿真。
菹低车囊G螅嘈碪的固件程序。
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关键词:籆籆籗煌枷
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哈尔滨撼檀笱学位论文

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哈尔滨工程大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导
下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文
献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已
注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已
经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个
人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到
本声明的法律结果由本人承担。
作者┳:盏堡墨
日期■帕年≯月·日
哈尔滨工程大学硕士学位论文
第滦髀
课题的提出
高速图像数据采集系统主要完成数据信息的采集、疍转换、压缩处理,
然后通过接口总线将处理后的数据送入计算机作进一步处理。目前,以
这一部件为核心的设备在国内外得到广泛的应用,如:工业控制中现场数据
的采集系统;机场、商场等人流量大或比较重要的场所安装的监控设备:家
庭影院、视频会议、可视电话等多媒体设备。但是,这些数据采集系统普遍
采用的是上的一芟摺总线、芟吆虴/芟叩取
甊总线
。这
种标准应用集成电路技术,在一对平衡的互联电缆虰上传送差分信号,
在接收端使用差分接收器进行信号判决。在电缆虰上,如果叩牡
位比吒.,则发送的是逻辑“保蝗绻鸄线的电位比叩蚈.,
则发送的是逻辑“薄U庵纸涌诘目垢扇判阅芎芎茫藕欧⑺推德首罡呖纱
T谛藕欧⑺退俾市∮时,传输距离可大于米。.
接口在一个回路上可以进行半双工通讯通信。所以只需要两根线就可以进行
双向通讯,并可以很方便的构成一个一点对多点或多点之间相互通信的网络。
甀总线
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的扩展,以适应皇葑芟摺总线的时钟频率为罡叽
输速率为。
甈总线
芟呤荌公司于年推出的新一代局部总线标准。它可同
时支持多组外围设备。植孔芟卟皇苤朴诖砥鳎V醒氪砥骷案咚
外围设备提供一座桥梁,更可以作为总线之间的交通指挥员,提高数据吞吐
量。捎酶叨茸酆匣木植孔芟呓峁埂F溆呕纳杓瓶沙浞掷媒裢
哈尔滨倘搜妒垦宦畚
先进的处理器及个人电脑科技。它可确保电脑部件、附加卡及系统之间的运
行可靠,并能完成兼容已有的蚆扩展总线,最高传输速率
为
这些数据采集设备存在着以下缺陷:安装麻烦;价格昂贵;受计算机插
槽数量、地址、中断资源限制,可扩展性差:在一些电磁干扰性强的测试现
场,无法专门对其做电磁屏蔽,导致采集的数据失真;.芟吆虸总
线的传输速度慢,不能满足音视频高速实时传输的要求。
ǔ莆猆通用串行总线甑子蒊、
、和餐⒎⒌腜馍
接口标准。它的主要优点如下:数据传输速率明显快于一般的串口;支持四
种传输方式:控制传输、中断传输、块传输和同步传