[實用新型]一種基于以太網傳輸的FPGA幸運成像裝置

有效

• 申請號: 201821515641.0
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN209002059U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 李彬華;陳朕;何春;金建輝
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種基于以太網傳輸的FPGA幸運成像裝置，屬于圖像處理技術領域和電子系統技術領域。本實用新型包括上位機、FPGA芯片、以太網芯片、DDR3芯片、VGA接口、VGA顯示器；上位機與以太網芯片連接，以太網芯片通過FPGA芯片中的FIFO模塊與DDR3芯片連接，FPGA芯片通過VGA接口與VGA顯示器連接。本實用新型用以太網來通信，提升傳輸速度提升了幸運成像技術的處理速度，相較于從內存設備中讀取數據，速度提高了很多，設計合理，構思巧妙，實時性好。

技術領域

本實用新型涉及一種基于以太網傳輸的FPGA幸運成像裝置，屬于圖像處理技術領域和電子系統技術領域。

背景技術

千兆以太網是1997年提出，1998年獲得批準的局域網通信規范。發展到如今，千兆以太網已經獲得極大的普及。雖然萬兆以太網的技術也已經成熟，但是目前就普及度而言遠遠不如千兆以太網。本設計采用千兆以太網也是考慮到在很多天文CCD相機上配備的都是千兆以太網接口。此外，千兆以太網的高速和全雙工的特性也非常符合本設計的要求。在FPGA上實現以太網的收發技術也已十分成熟，準確的說，以太網是FPGA數據傳輸的主要方式之一。而在以太網的各種通信協議中，本系統選用了速度快且控制簡單的UDP協議。

幸運成像技術是為了解決大氣噪聲干擾而應運而生的一種事后處理技術。具體的是在一系列短曝光圖像中選出少量高質量的圖像，然后對這些圖像進行配準和疊加的事后處理技術。通過這種技術處理出來的圖像會更加清晰，方便觀測，相較于使用天文望遠鏡來拍攝，費用低了很多。雖然幸運成像技術成本低，且可以得到高分辨率圖像方便觀測，然而傳統的在PC上用MATLAB來實現幸運成像技術的方法在速度上有著很大的缺陷，且對PC配置要求很高。于是，人們紛紛開始尋求用別的方法來更快速的實現幸運成像技術。于是，就有人使用了FPGA來實現這一技術。但是，將數據保存在SD卡或者U盤等存儲設備中進行處理的方式卻還是沒有解決實時處理的問題。且若是從SD卡中讀取數據，速度極慢，整個讀取加處理過程甚至比在PC上用MATLAB還要慢，且現在又出現了用GPU加速在PC上用MATLAB來實現幸運算法的技術，這就完全體現不出FPGA的速度優勢了。因此，本裝置采用以太網來提高傳輸速度。此外，無論是在PC上或是在FPGA上用SD卡來進行幸運成像處理都是事后處理，這種事后處理的缺陷是必須在對選定天文目標觀測完成之后再對所得圖像進行處理，且這就使得天文學家無法知道關于所拍攝圖像的實時信息，以至于不能及時發現觀測過程中可能出現的問題，并做出快速決策。因此，本課題采用以太網來傳輸數據也可以實現實時處理。若有需要，只需要將相機連接到本裝置上，將拍攝到的圖像直接發送給FPGA進行處理，即可以實現實時處理。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：本實用新型提供一種基于以太網傳輸的FPGA幸運成像裝置，用于解決現有的FPGA幸運成像系統圖像數據來源傳輸速度過慢、且不能實時處理的問題；本實用新型用以太網來通信，提升傳輸速度，且實現實時處理。

本實用新型技術方案是：一種基于以太網傳輸的FPGA幸運成像裝置，包括上位機、FPGA芯片、以太網芯片、DDR3芯片、VGA接口、VGA顯示器；

所述上位機與以太網芯片連接，以太網芯片通過FPGA芯片中的FIFO模塊與DDR3芯片連接，FPGA芯片通過VGA接口與VGA顯示器連接；

所述上位機用于通過千兆以太網的UDP協議發送圖像到以太網芯片；

所述以太網芯片用于接收上位機傳送過來的圖像數據后將數據通過FPGA芯片中的FIFO模塊傳給DDR3芯片；

所述DDR3芯片用于存儲圖像數據；

所述FPGA芯片用于讀取DDR3芯片內的圖像數據進行幸運成像處理，得到高分辨率圖像通過VGA接口發送給VGA顯示器進行顯示，且通過以太網芯片回傳給上位機。

所述上位機采用有千兆以太網收發功能的PC或者具有以太網接口的相機。