图像数据高速传输和数据存储的关键技术研究与实现

发布时间：2017-04-15 03:08

  本文关键词：图像数据高速传输和数据存储的关键技术研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技水平的发展与数据处理能力的提升,科研试验与工业生产对图像数据更加依赖。目前,各类图像设备已广泛应用在雷达监测、遥测遥感、航空航天、卫生医疗等领域。图像数据位数多、数据量大,由于传输距离与速率的提高,误码、丢数等现象随之产生,且数据量的增加导致回读的时间延长。因此图像数据的准确发送、可靠传输及数据存储与高效回读还有许多问题等待解决。本文设计了一种具有Camera Link接口的高速图像数据传输与数字量存储的功能板卡,给出了其总体设计和各部分的工作原理与流程。同时为了提高大量图像数据高速传输时的准确性、完整性以及数据回读的效率,从时序优化、传输可靠性设计与快速回读三个方面进行了研究,提出了解决与改进方法。首先设计图像传输链路,完成图像数据由上位机下传到Camera Link接口的硬件电路以及PCI总线控制与SDRAM缓存逻辑。分析图像接收中的误码现象与原因,采用时钟降频与相移等方法优化Camera Link接口时序,确保图像数据准确发送。图像传输过程同样会受到各种干扰,为保证传输通道可靠、数据准确接收,研究了物理链路上的可靠性与抗干扰措施,并在逻辑上增加差错控制技术。通过介绍和比较常用的校验纠错算法,设计使用了ECC与CRC相结合的双校验保障措施。在数字量的存储与回读中,为改进传统读数的效率,对比不同回读方式,提出并实现新的自适应读数方法。文章最后完成了对Camera Link接口时序优化、逻辑上的双校验与自适应读数的功能测试与分析,证明采用的优化方法和双校验措施能够提高图像数据高速传输的准确率与可靠性;并且新的自适应读数方式有效的提高了读数效率,节约了大量时间。
【关键词】：Camera Link 时序优化 可靠传输 自适应读数
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1.绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 课题研究背景10-11
• 1.1.2 课题研究目的和意义11
• 1.2 国内外研究现状与发展11-15
• 1.2.1 图像传输接口的发展11-14
• 1.2.2 图像传输技术的研究分析14
• 1.2.3 存储技术的发展与趋势14-15
• 1.3 本文主要内容及章节安排15-16
• 2.总体设计与工作原理16-21
• 2.1 系统功能与组成16-18
• 2.2 工作原理与流程18-20
• 2.2.1 图像数据的缓存18-19
• 2.2.2 图像数据的传输19
• 2.2.3 数字量的接收与存储19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3.图像传输链路设计与关键逻辑优化21-35
• 3.1 图像传输电路设计21-25
• 3.1.1 PCI总线电路21-23
• 3.1.2 SDRAM高速缓存电路23-24
• 3.1.3 Camera Link接口电路24-25
• 3.2 图像缓存传输中的逻辑设计25-30
• 3.2.1 PCI总线控制逻辑设计25-27
• 3.2.2 SDRAM配置逻辑设计27
• 3.2.3 SDRAM读写逻辑设计与优化27-30
• 3.3 Camera Link接口时序优化设计30-34
• 3.3.1 误码问题的原因与分析31-33
• 3.3.2 时序优化设计33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4.图像传输的可靠性研究与设计35-48
• 4.1 物理传输通道的可靠性35-36
• 4.2 数据传输逻辑的校验设计36-41
• 4.2.1 校验方法的选择与分析36-39
• 4.2.2 时间与效率分析39-41
• 4.3 双校验逻辑实现41-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5.存储回读的设计与改进48-62
• 5.1 存储与数字量接口电路48-51
• 5.1.1 存储电路设计48-49
• 5.1.2 数字量接口电路设计49-51
• 5.2 存储控制与数据接收逻辑51-58
• 5.2.1 存储控制逻辑设计51-55
• 5.2.2 数字量接收逻辑55-58
• 5.3 数据回读的改进设计58-61
• 5.3.1 数据回读方式分析58-59
• 5.3.2 自适应读数方式的逻辑实现59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 6.功能测试与验证分析62-68
• 6.1 测试平台的组成与搭建62
• 6.2 Camera Link时序优化测试62-64
• 6.3 图像数据传输可靠性测试64-65
• 6.4 自适应读数方式性能测试65-67
• 6.5 本章小结67-68
• 7.总结与展望68-70
• 7.1 全文总结68
• 7.2 工作展望68-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果74-76
• 致谢76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 汝兴海;任勇峰;李辉景;王淑琴;;基于Camera Link的高速图像传输模块及时序优化设计[J];计算机测量与控制;2015年07期

2 甄国涌;王淑琴;李辉景;;弹载记录器存储模块优化设计与实现[J];计算机测量与控制;2014年12期

3 刘东海;任勇峰;储成君;;基于FPGA控制的NAND Flash存储设计[J];科学技术与工程;2013年34期

4 章宇杰;沈小波;;基于FPGA的固态盘ECC实现[J];电子与封装;2013年11期

5 何秉姣;舒万能;;ECC并行算法研究及其IP核设计[J];电视技术;2013年01期

6 沈鸽;王美娇;嵇晓强;;基于CameraLink的视频图像采集与传输系统[J];微计算机信息;2011年08期

7 吕小微;;基于FPGA的NAND Flash ECC校验[J];电子科技;2011年06期

8 张文涛;王琼华;李大海;张映权;;实时视频采集系统的SDRAM控制器设计[J];现代电子技术;2009年20期

9 梁俊;王建立;孟浩然;;CompactPCI总线的热插拔技术研究及其实现[J];微计算机信息;2007年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨亚东;图像传输抗差错保护及其码率分配技术研究[D];西安电子科技大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 彭巧君;弹上多类型混合信号测量的研究与设计[D];中北大学;2015年

2 周涛;弹载引控信号存储器的设计与实现[D];中北大学;2015年

3 刘占峰;遥测数据记录设备的设计与实现[D];中北大学;2015年

4 郭柳柳;基于PCI9054通用测试台中长线传输模块的设计与实现[D];中北大学;2015年

5 朱浩然;基于CAMERA LINK接口的高速数据传输与存储系统[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 张鹏;航天器多路噪声数据记录技术的研究与实现[D];中北大学;2014年

7 赵强;基于Camera Link的数字图像采集处理及以太网传输系统[D];重庆大学;2014年

8 王耀辉;高帧频图像采集与传输系统的研究[D];电子科技大学;2014年

9 杨晓晖;高速图像采集系统设计[D];西安电子科技大学;2013年

10 王栋;基于CRC的多比特纠错算法研究与实现[D];西安电子科技大学;2013年

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本文编号：307457