基于Camera Link的数字图像采集处理及以太网传输系统

发布时间：2021-01-20 20:10

　　随着图像传感器的帧频和分辨率的不断提高，图像传感器在工业、农业以及军事等领域的高端应用越来越广泛，由此也对图像的采集、传输速度提出了更高的要求。Camera Link是一种具有高传输速度和远传输距离的图像数据标准总线接口，目前大多数相机都配有该种接口作为图像数据输出通道。以太网技术是最广泛安装的局域网技术，已经发展出了快速以太网、千兆以太网以及万兆以太网的高速传输模式。Camera Link接口和以太网接口都适合进行图像数据的高速、大数据量传输，可以满足图像传感器图像输出与终端计算机之间的速度匹配问题。本论文基于Camera Link接口和以太网技术设计了一套图像采集处理及传输系统。系统采用Altera Cyclone II EP2C35F672C6型号的FPGA（Field ProgrammableGate Array）进行时序控制和图像数据采集、处理，以ARM Cortex-M4内核的飞思卡尔K60微控制器为控制中心，采用DS90CR284芯片将Camera Link信号转换为数字信号。图像经FPGA配接的SDRAM缓存后，由ARM Cortex-M4微控制器的DMA通道传输并通过... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
2 Camera Link 接口和以太网协议的研究
    2.1 Camera Link 接口的研究
        2.1.1 Camera Link 技术简介
        2.1.2 相机信号
        2.1.3 相机配置
        2.1.4 端口和端口分配
        2.1.5 连接器、电缆及其引脚定义
        2.1.6 芯片组
        2.1.7 LVDS 技术
    2.2 以太网协议的研究
        2.2.1 以太网技术简介
        2.2.2 以太网拓扑结构
        2.2.3 网络协议模型
        2.2.4 帧结构和工作机制
    2.3 本章小结
3 系统整体设计
    3.1 系统整体框图
    3.2 系统实现方案
    3.3 系统工作原理
    3.4 器件选择
    3.5 本章小结
4 硬件设计
    4.1 相机硬件电路设计
    4.2 Camera Link 接口电路
    4.3 FPGA 与 ARM Cortex-M4 微控制器连接电路
    4.4 ARM Cortex-M4 Kinetis 微控制器电路
    4.5 以太网通信电路
    4.6 PCB 设计
    4.7 本章小结
5 软件设计
    5.1 相机模式控制程序设计
    5.2 FPGA 驱动程序设计
    5.3 ARM Cortex-M4 Kinetis 微控制器驱动程序设计
    5.4 UDP 协议驱动程序设计
    5.5 上位机软件设计
    5.6 本章小结
6 系统调试与测试
    6.1 模块调试
    6.2 测试与验证
    6.3 本章小结
7 总结与展望
致谢
参考文献
附录
    A 作者在攻读学位期间发表的论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Video Port的Camera Link的图像采集接口设计[J]. 丁杨.  单片机与嵌入式系统应用. 2011(05)
[2]基于PCI9054的CameraLink图像采集卡设计[J]. 王雪松.  仪器仪表用户. 2009(06)
[3]基于VHDL的PCI总线数据采集卡的研究[J]. 林青松,王光辉.  微型机与应用. 2009(22)
[4]利用ENC28J60实现嵌入式Web服务器[J]. 徐冬寅,栾玖华.  电脑知识与技术. 2009(26)
[5]基于FPGA的CCD相机的图像采集[J]. 刘建基,杨德贵.  电脑知识与技术. 2008(16)
[6]LVDS技术及其在高速系统中的应用[J]. 王胜,王新宇.  遥测遥控. 2005(04)
[7]基于Camera Link的高速数据采集系统[J]. 李宁,汪骏发.  红外. 2005(07)
[8]LVDS与高速PCB设计[J]. 徐孟祥,张尔扬.  电子工程师. 2005(05)
[9]LVDS高速接口电路设计[J]. 胡二虎,汪东旭.  电子测量技术. 2003(02)
[10]用ANSYS软件进行薄壁梁截面几何特性的计算[J]. 程进,江见鲸.  交通与计算机. 2001(S1)

硕士论文
[1]基于Camera Link接口的图像采集与传输系统[D]. 徐大雍.西安电子科技大学 2012
[2]高速Camera Link接口技术研究[D]. 刘进业.哈尔滨工程大学 2008
[3]基于Camera Link接口的CMOS数字相机技术研究[D]. 魏明.长春理工大学 2005
[4]应用RTOS进行变电站综合自动化系统开发的研究[D]. 张洁.华中科技大学 2004



本文编号：2989705