多端口实景视频实时相机模拟器设计

发布时间：2017-07-06 21:10

  本文关键词：多端口实景视频实时相机模拟器设计

  更多相关文章： 相机模拟器 Camera Link LVDS PAL 信号完整性

【摘要】：在图像设备研发过程中,视频信号源作为一种测试设备,需要及时有效的向图像设备提供视频信号。以此来模拟图像设备在实际使用过程中接收到的视频信号,从而测试设备的各项功能是否能够达到设计的要求。因此,视频信号源本身必须能够更加稳定可靠的输出相应的视频信号。本课题结合图像设备的特点,提出了一种相机模拟器的设计方案,该方案能够模拟相机输出相应的视频信号提供给图像设备进行测试。本方案以Altera公司的EP2CF672I8作为控制核心,将USB2.0作为PC和控制核心FPGA之间的通信接口。PC把以往的视频数据通过USB2.0接口下发到FPGA并转存到NAND FLASH中进行存储。当对图像设备进行测试时,将视频数据从NAND FLASH中读取出来,然后分别从Camera Link、LVDS和PAL这三种不同的接口输出。该设计使用方便灵活,并且可重新进行配置,能够缩短设备的调试时间,提高测试的效率。本文首先对相机模拟器的关键技术和具体的硬件电路设计进行了详细的介绍,然后分析了系统的各个模块的程序设计,并给出了仿真时序图和流程图。接着对PCB设计过程中的布局布线、叠层设计等进行了分析。最后对PCB布线过程中可能存在的信号完整性问题进行了仿真分析,并根据仿真结果给出了相应的解决方法,以确保设计出的电路板能够稳定可靠地工作。
【关键词】：相机模拟器 Camera Link LVDS PAL 信号完整性
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB852
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTARCT6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 选题背景及意义10
• 1.2 国内外发展现状10-14
• 1.3 论文的主要研究内容和论文结构14-16
• 2 视频信号接口16-30
• 2.1 LVDS接口16-18
• 2.2 DVI接口18-19
• 2.3 HDMI接口19-21
• 2.4 Camera Link接口21-25
• 2.5 PAL接口25-27
• 2.6 USB2.0 接口27-29
• 2.7 本章小结29-30
• 3 相机模拟器的总体设计方案30-44
• 3.1 相机模拟器的工作原理及性能指标30-31
• 3.2 系统的总体设计31-32
• 3.3 系统的硬件电路设计32-42
• 3.3.1 FPGA的选型及配置电路设计32-33
• 3.3.2 电源模块设计33-34
• 3.3.3 USB2.0 接口模块的电路设计34-36
• 3.3.4 SRAM缓存电路36-37
• 3.3.5 NAND FALSH存储阵列37-39
• 3.3.6 Camera link输出电路设计39-40
• 3.3.7 PAL接口电路设计40-41
• 3.3.8 LVDS输出电路设计41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 4 系统控制逻辑设计44-66
• 4.1 控制逻辑的总体结构44-45
• 4.2 USB2.0 接口模块设计45-49
• 4.2.1 USB2.0 固件程序设计45-48
• 4.2.2 FPGA接收数据模块设计48-49
• 4.3 SRAM乒乓缓存逻辑设计49-51
• 4.4 FIFO模块设计51-52
• 4.5 NAND FLASH控制逻辑设计52-60
• 4.5.1 流水线技术52-54
• 4.5.2 NAND FLASH的无效块识别54-58
• 4.5.3 ECC校验58-60
• 4.6 Camera Link模块逻辑设计60-62
• 4.7 LVDS模块逻辑设计62-63
• 4.8 PAL模块逻辑设计63-65
• 4.9 本章小结65-66
• 5 PCB设计及信号完整性分析66-90
• 5.1 系统PCB的层叠结构设计66-67
• 5.2 PCB布局67-68
• 5.3 PCB布线68-70
• 5.4 PCB的信号完整性分析70
• 5.5 传输线的信号完整性问题及解决方法70-81
• 5.5.1 传输线的反射70-72
• 5.5.2 传输线的阻抗匹配72-75
• 5.5.3 串扰75-79
• 5.5.4 电源层和地层79-80
• 5.5.5 电磁干扰80-81
• 5.6 差分对的信号完整性分析81-83
• 5.6.1 差分阻抗和阻抗匹配81-82
• 5.6.2 差分对的设计规则82-83
• 5.7 高速电路中的过孔效应及去耦电容的选择83-87
• 5.8 USB2.0 的眼图测试87-88
• 5.9 本章小结88-90
• 6 总结及展望90-92
• 参考文献92-96
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果96

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本文编号：527756