[發明專利]一種基于FPGA的gige vision接口的紅外機芯實現方法

在審

• 申請號: 201610155449.4
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105681688A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 林闊;黃東海;李英嬌
• 申請（專利權）人: 山西國惠光電科技有限公司
• 主分類號: H04N5/33
• 分類號: H04N5/33
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;王勇

1.一種基于FPGA的gigevision接口的紅外機芯實現方法，其特征在于：該方法是采用如下步驟實現的：

1）邏輯模塊結構的實現：

紅外機芯的組成器件包括紅外探測器、AD采樣芯片、FPGA芯片、千兆網PHY芯片、網口、FLASH、RAM；

在FPGA芯片內部分別設計紅外圖像處理模塊、GVSP協議硬件加速器、軟核CPU、TX發送模塊、RX接收模塊、寄存器配置模塊、視頻業務報文發送buffer、信令報文發送buffer、信令報文接收buffer；

將紅外探測器與AD采樣芯片連接；將AD采樣芯片與紅外圖像處理模塊連接；將紅外圖像處理模塊與GVSP協議硬件加速器連接；將GVSP協議硬件加速器分別與寄存器配置模塊和視頻業務報文發送buffer連接；將軟核CPU分別與寄存器配置模塊、信令報文發送buffer、信令報文接收buffer、FLASH、RAM連接；將TX發送模塊分別與視頻業務報文發送buffer、信令報文發送buffer、千兆網PHY芯片連接；將RX接收模塊分別與信令報文接收buffer、千兆網PHY芯片連接；將千兆網PHY芯片與網口連接；

2）數據流的實現：

2.1）視頻業務GVSP報文的發送：紅外探測器實時探測外部的紅外光信號，并將探測到的紅外光信號轉換為紅外圖像電信號，然后將紅外圖像電信號發送至AD采樣芯片；AD采樣芯片對接收到的紅外圖像電信號進行AD采樣，并將AD采樣得到的紅外圖像數據流發送至紅外圖像處理模塊；紅外圖像處理模塊對接收到的紅外圖像數據流進行處理，并將處理后的紅外圖像數據流發送至GVSP協議硬件加速器；GVSP協議硬件加速器將接收到的紅外圖像數據流進行封包后得到視頻業務GVSP報文，并將視頻業務GVSP報文存入視頻業務報文發送buffer；TX發送模塊輪詢視頻業務報文發送buffer，并對輪詢獲取的視頻業務GVSP報文進行增加前導碼處理，然后將處理后的視頻業務GVSP報文發送至千兆網PHY芯片；千兆網PHY芯片將接收到的視頻業務GVSP報文通過網口發送至外部的計算機，由此實現視頻業務GVSP報文的發送；

2.2）信令報文的發送：軟核CPU將需要發送到外部的信令報文寫入信令報文發送buffer；TX發送模塊輪詢信令報文發送buffer，并將輪詢獲取的信令報文發送至千兆網PHY芯片；千兆網PHY芯片將接收到的信令報文通過網口發送至外部的計算機，由此實現信令報文的發送；

2.3）信令報文的接收：來自外部計算機的信令報文通過網口發送至千兆網PHY芯片；千兆網PHY芯片將接收到的信令報文發送至RX接收模塊；RX接收模塊對接收到的信令報文進行去除前導碼處理，并將處理后的信令報文緩存到信令報文接收buffer；軟核CPU輪詢信令報文接收buffer，并對輪詢獲取的信令報文依次進行讀取、核查、協議處理，然后根據信令報文生成內部指令信息，由此實現信令報文的接收。

2.根據權利要求1所述的一種基于FPGA的gigevision接口的紅外機芯實現方法，其特征在于：所述FPGA芯片采用Cyclone系列FPGA芯片或Xilinx系列FPGA芯片；所述千兆網PHY芯片采用VSC8211千兆網PHY芯片或KSZ9031千兆網PHY芯片或KSZ9021千兆網PHY芯片；所述網口采用RJ45電口或SFP光口；所述RAM采用DRAM或SRAM或SSRAM。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于FPGA的gigevision接口的紅外機芯實現方法，其特征在于：所述GVSP協議硬件加速器采用GVSP、UDP、IP、MAC合一的GVSP協議硬件加速器，并使用一個完整的狀態機設計，實現GVSP協議的多個層次的報文組包處理；所述軟核CPU采用NIOS軟核CPU或PowerPC軟核CPU；所述TX發送模塊通過GMII接口或RGMII接口與千兆網PHY芯片連接；所述RX接收模塊通過GMII接口或RGMII接口與千兆網PHY芯片連接。