SOC图像传输控制器的设计与实现

发布时间：2020-06-02 18:37

【摘要】：图像是人类获取外界信息最直观的形式。人们对传输高速、高清图像的需求越来越强烈。因此,开发功能完善集成度高的数字图像传输与控制设备是我们研制者一直追求的目标。本文以嵌入式技术为基础选用CylconeV系列的SOC芯片为控制器,结合网络通信器件和图像采集传感器作为传输设备,形成了以SOC控制器为核心的图像传输控制器。提升了设备集成度使其更加小型化,降低了投入成本。本文主要完成了基于SOC图像传输控制器的硬件平台设计和软件功能实现。主要研究工作如下:(1)根据当前图像数据传输技术的发展现状和研究趋势,结合项目现有资源确定研究内容。重点研究了SOC相关技术的设计流程和实现方法,分别完成了SOC图像传输控制器的硬件设计、FPGA侧和HPS侧的数据交互、Linux应用程序开发工作。根据图像传输控制器的需求分析和设计原则,确定了图像传输控制器的设计方案,此方案能满足基于SOC处理器的图像传输功能。(2)根据设计方案完成了图像传输控制器的硬件设计电路和器件参数选型,主要包括电源电路模块、复位电路模块、视频接口电路模块、以太网接口电路模块、指示电路模块的设计,分别设计了各个功能模块详细的接口电路原理图。(3)根据图像传输控制器要实现的功能,研究了以Altera公司的CylconeV系列的EP5CSXFC6D6F31I6N芯片为控制器的图像采集和高带宽图像传输等逻辑设计问题,实现了高速AXI总线连接处理器侧和FPGA侧的数据交互,消除了芯片级间互联带来的带宽瓶颈,提高了片内传输的带宽。(4)研究了SOC芯片进行软硬件协同开发的技术方法和硬件底层驱动开发的技术问题,实现了基于ARM架构的用户可定制开发设计思路,这种方法使得SOC图像传输控制器性能更好。(5)根据图像传输控制器的基本传输功能,完成设计了模拟图像采集装置采集的一帧图像数据传输至图像传输控制器其内部的SOC芯片控制处理后由以太网口发给上位机,实现了SOC图像数据的传输和控制的功能。(6)完成了整个系统的硬件、软件的设计和调试,最后对SOC图像传输控制器的整体功能进行测试验证,传输一副320KB的图像数据传输过程无丢包、效果良好。
【图文】：

电源,电源适配器,指示电路,图像传输

三章 SOC 图像传输控制器硬件设计包括电源电路、配置电路、以太网接口电路、视频接、指示电路、复位电路等。C 和 LDO 两种电源芯片作为主要的器件。LTM4628的电流，输入电压为 4.5V—16V，输出电压为 0.6V—V 经过电源适配器转换至直流 5V 引入单板电源输入

原理图,电源,电源适配器,稳压芯片

C/DC 和 LDO 两种电源芯片作为主要的器件。LTM466A 的电流，输入电压为 4.5V—16V，输出电压为 0.6 220V 经过电源适配器转换至直流 5V 引入单板电源输示。图 3-1 电源树设计Fig.3-1 Power tree design要由电源输入接口，电源稳压芯片 LTM4628、LT3083其原理图如图 3-2、图 3-3、图 3-4、图 3-5 所示：
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN919.8

【参考文献】