大容量高速采集存储设备的研制

发布时间：2023-10-12 01:23

　　随着工业相机的快速发展和相机接口速率的逐渐攀升,对图像采集存储设备的指标和功能带来了极大挑战。目前采集存储设备体现出更清晰、更高速、更长时和更小巧的发展趋势。工业相机在采集高分辨率图像时,需要传输的数据量是十分庞大的,若设备的采集接口或存储接口传输速度有限,必然需要使用降帧或抽帧的方式来处理图像,但会使得图像数据的精度有所降低;同时在长时间的高精度图像数据采集存储过程中,因为每帧图像的数据大且采集时间长,所需的存储速度和存储容量也十分庞大。为解决这些问题,研制一款大容量高速采集存储设备是有意义的。本文主要工作内容如下:(1)比较分析现有架构,提出使用在多种架构中性能更强的基于ZYNQ的硬件系统。根据系统技术指标和功能要求,完成系统硬件总体设计和软件总体设计。利用模块化的方式,将硬件模块和结构设计合理划分,在减短开发周期的基础上,提高了设备可靠性、减小了设备体积。(2)根据硬件总体方案和模块化原则分别设计了ZYNQ主控模块、Cameralink Full80接口模块、高速存储模块、图像上传模块等。并根据各个模块的功能完成其逻辑实现。在实现过程中,使用多个缓存块和存储阵列循环存储的方式解决...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 工业相机接口发展现状
        1.2.2 图像采集存储系统发展现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 论文结构安排
第二章 大容量高速采集存储设备总体设计
    2.1 设备的技术指标
        2.1.1 设备的技术指标
        2.1.2 设备的功能要求
    2.2 系统硬件总体方案
        2.2.1 硬件总体设计
        2.2.2 设备使用流程设计
        2.2.3 系统总体软件设计
    2.3 硬件模块设计
        2.3.1 ZYNQ核心处理模块
        2.3.2 Cameralink Full80 接口模块
        2.3.3 高速存储模块
    2.4 本章小结
第三章 大容量高速采集存储设备硬件设计
    3.1 硬件电路设计
        3.1.1 Cameralink Full80 接口电路
        3.1.2 高速存储电路
        3.1.3 图像上传电路
        3.1.4 GPS电路
        3.1.5 供电电路及ZYNQ配置电路
    3.2 PCB总体设计
        3.2.1 系统布局介绍
        3.2.2 整体设计要求
    3.3 结构设计
        3.3.1 机械结构设计
        3.3.2 散热设计
        3.3.3 可靠性设计
    3.4 本章小结
第四章 大容量高速采集存储设备功能实现
    4.1 图像数据采集功能
        4.1.1 图像数据传输逻辑功能实现
        4.1.2 PL与 PS通信功能实现
        4.1.3 DDR3 控制器逻辑实现
    4.2 图像数据存储逻辑实现
        4.2.1 SD卡寄存器
        4.2.2 SD卡初始化逻辑实现
        4.2.3 数据传输逻辑实现
        4.2.4 CRC校验及文件索引
    4.3 相机配置设计及图像上传逻辑实现
        4.3.1 相机配置设计
        4.3.2 图像导出逻辑实现
    4.4 本章小结
第五章 设备调试结果及分析
    5.1 设备基本参数
    5.2 模块调试
        5.2.1 电源调试
        5.2.2 设备功耗
    5.3 软硬件协同测试
        5.3.1 存储阵列测试
        5.3.2 设备整机测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3853172