【摘要】：隨著高速圖像傳感器在航空、航天等測試領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,圖像傳感器的幀頻和分辨率也得到了顯著地提升,隨之而來的是數(shù)據(jù)量的激增,這對圖像存儲器帶來了極大的挑戰(zhàn)。為了對高分辨率、高頻幀的圖像傳感器輸出的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的存儲,設(shè)計了一種基于SATA(Serial ATA)接口的高速圖像存儲器。本文首先根據(jù)存儲器的各項(xiàng)設(shè)計指標(biāo)以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)總體方案設(shè)計。存儲器以Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA(Field-Programmable Gate Array)作為核心處理器,使用Camera Link接口采集工業(yè)相機(jī)輸出的高速圖像數(shù)據(jù),利用DDR3存儲器作為高速緩存解決了海量圖像數(shù)據(jù)的跨時鐘域傳輸問題,結(jié)合FPGA內(nèi)部的GTP高速串行收發(fā)器實(shí)現(xiàn)了SATA控制器,并將圖像數(shù)據(jù)存入SATA接口的固態(tài)硬盤之中,克服了傳統(tǒng)高速存儲器體積大、速度慢以及抗干擾能力差的缺點(diǎn),并可以通過千兆以太網(wǎng)接口將存儲的圖像數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的分析與處理。然后,根據(jù)存儲器系統(tǒng)的總體設(shè)計方案進(jìn)行了硬件設(shè)計以及FPGA邏輯設(shè)計,并且重點(diǎn)介紹了SATA協(xié)議中物理層、鏈路層、傳輸層以及命令層的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。最后,在存儲器系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)上,使用Chipscope、IBERT等FPGA在線調(diào)試工具,對SATA鏈路信號質(zhì)量以及讀寫正確性進(jìn)行了測試,并利用工業(yè)相機(jī)的測試圖像進(jìn)行圖像回讀顯示測試。最終測試結(jié)果表明,本文設(shè)計的高速圖像存儲器實(shí)現(xiàn)了對Camera Link接口輸出圖像數(shù)據(jù)的高速傳輸與存儲,存儲速度可以達(dá)到160MB/s,具有一定的實(shí)用價值和應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 付高原;郭臣;潘進(jìn)勇;施雪;;基于FPGA的UDP點(diǎn)對點(diǎn)傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)[J];電子設(shè)計工程;2017年02期

2 邸麗霞;張彥軍;洪應(yīng)平;;基于FPGA的高速圖像數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)設(shè)計[J];電視技術(shù);2013年13期

3 劉妍妍;李國寧;韓雙麗;張宇;金龍旭;;高幀頻大面陣CCD相機(jī)大容量存儲與高清顯示系統(tǒng)[J];半導(dǎo)體光電;2013年01期

4 嵇凌;秦志輝;龔華達(dá);;FPGA GTP技術(shù)在光傳輸設(shè)備背板總線的應(yīng)用[J];光通信技術(shù);2012年02期

5 張峰;吳欽章;任國強(qiáng);;基于SATA的高速CCD存儲方案設(shè)計[J];半導(dǎo)體光電;2010年05期

6 王益民;;高速串行傳輸技術(shù)在雷達(dá)接收機(jī)中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代雷達(dá);2009年04期

，

本文編號：2539529