基于PCI-E總線的4路Camera Link視頻圖像采集卡設計.pdf

1、視頻監(jiān)控是當今社會蓬勃發(fā)展的智能建筑項目不可缺失的重要組成成分。它隨著數(shù)字視頻技術和電子技術的快速發(fā)展，正朝著數(shù)字化和智能化方向迅速進化。作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端設備的視頻圖像采集卡擔負著圖像采集和傳輸?shù)闹匾熑?，已?jīng)成為重點研究內(nèi)容。隨著數(shù)字攝像頭在視頻監(jiān)控中逐步取代模擬攝像頭的趨勢發(fā)展，基于Camera Link新型接口的高分辨、高質量的攝像頭由于其快速傳輸速率正在逐步運用其中，但與之匹配的Camera Link圖像采集卡由于高昂的價格

2、及性能冗余并不能為普通用戶接受。同時由于大容量、高帶寬的極高性能要求，目前國內(nèi)圖像采集卡基于多路Camera Link接口的產(chǎn)品少之又少。本文的目的就是設計一個實時、快速、經(jīng)濟的采集卡以滿足圖像高效傳輸?shù)囊蟆?br>　　本論文主要設計一種基于PCI Express總線的4路Camera Link接口的數(shù)字視頻圖像采集卡。與傳統(tǒng)采集卡相比，該多路Camera Link采集卡以FPGA為邏輯實現(xiàn)的核心器件，不僅實現(xiàn)了圖像的采集功能，而且實

3、現(xiàn)了攝像機性能控制及多路視頻源的同步接收，簡化了硬件結構，節(jié)約系統(tǒng)成本;采用新型Camera Link接口接收攝像頭輸入的圖像數(shù)據(jù)，提高了采集卡的傳輸速率和抗干擾能力;將接收到的圖像數(shù)據(jù)緩存至外部存儲器DDR2 SDRAM中，彌補了低端FPGA芯片內(nèi)存SRAM容量小和SDR SDRAM讀寫慢的問題;通過×4通道的PCI Express總線與上位機相連，滿足工程多路圖像同步接收對高速傳輸速率的要求。
　　論文首先介紹了視頻圖像采集卡

4、的研究背景，研究現(xiàn)狀和課題來源，并針對設計中用到的關鍵技術如Camera Link接口及LVDS技術、FPGA技術、PCI Express總線技術進行了簡單闡述。其次設計主要從采集卡的整體設計方案選擇、硬件電路和FPGA各功能模塊實現(xiàn)幾個方面進行分析，詳細介紹了圖像采集接口、DDR2SDRAM接口以及PCI Express總線接口硬件電路設計，重點研究了4路CameraLink圖像采集模塊、PCI Express總線接口模塊、DDR2