[發明專利]一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統及方法

有效

• 申請號: 202010100150.5
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111314641B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 徐瑩雋;張鵬;王澄非;何小元
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04N5/77
• 分類號: H04N5/77;H04N5/775;H04N5/907
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

1.一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統，包括與主控FPGA通過CoaxPress接口連接的CoaxPress高速相機、與主控FPGA通過SATA接口連接硬盤陣列、與主控FPGA通過HDMI接口連接顯示器；

所述主控FPGA上具有硬件接口收發模塊、CoaxPress Host模塊、FIFO模塊、串轉并模塊，緩存模塊、硬盤控制模塊、硬盤接口模塊、ADV7511 Controller，HDMI顯示模塊、時鐘同步模塊；

所述CoaxPress Host模塊用于實現CoaxPress協議控制流的發送和應答、數據流接收、以及引導寄存器的初始化，所有數據傳輸均采用8B/10B編碼，CRC校驗并通過FIFO模塊進行緩存；

CoaxPress協議控制流發送命令的起始碼為02，作為程序判斷標志，通過發送不同操作代碼CMD_data來表明幀數據是寫入還是讀取寄存器命令，讀取命令是 00，寫入命令是01，讀取命令添加完相應的讀取地址后不需要像寫入命令一樣給控制值，控制命令每一幀包頭包尾需進行8B/10B編碼，此外控制命令不管是發送還是接收均需進行32位的CRC校驗保證數據穩定；

CoaxPress協議控制流應答命令的起始碼為03，通過應答碼Code的數值判斷設備端接收狀態，00表示控制流讀取命令有效，01表示控制流寫入命令有效，04代表當前主機需要等待設備反應一段時間，范圍為100ms至10s，04應答碼用在讀取命令的返回值不能立即反饋時，除00和04之外的其他應答碼沒有操作長度Size，數據Data，CRC字段；應答命令的CRC校驗長度為32位也需要進行8B/10B編碼；

寄存器的初始化，首先需要對設備的復位寄存器進行復位，接著需要激活設備的主連接，接著通過操作hsupconnection寄存器設置設備工作速率，最后協商雙方控制流數據包Control_packet_size和流數據包stream_packet_size的大小，接著再通過Pixel_setting寄存器設置好接收圖像的參數信息，當dev_rst置1時重新進行CoaxPress設備的初始化操作，否則認為完成一次CoaxPress設備的初始化操作；

所述硬盤控制模塊用于將緩存模塊緩存的CoaxPress接口采集數據傳輸到硬盤陣列里進行存儲；

所述硬盤接口模塊用于提供FPGA與硬盤陣列交互接口，采用FMC轉SATA或M2接口；

所述ADV7511 Controller模塊用于將緩存模塊中的圖像數據進行像素格式轉化并發送到HDMI模塊進行實時顯示；

所述HDMI顯示模塊用于提供圖像數據與顯示器之間的連接接口；

所述時鐘同步接口用于同步實現CoaxPress接口采集，應答，并控制緩存模塊實現圖像數據的實時存儲與顯示；

所述緩存模塊包括兩個BRAM模塊，一個DDR3模塊；

所述硬件接口收發模塊為FPGA板子上的FMC接口轉CXP接口并在EQCO62R20/EQCO31T20驅動芯片操作下進行數據的交互。

2.一種用權利要求1所述高幀頻圖像的采集存儲顯示系統進行高幀頻圖像的采集存儲顯示方法，該方法為：首先通過CoaxPress接口接收來自CoaxPress高速相機圖像數據，主控FPGA進行串轉并操作后將圖像數據傳入緩存模塊，進行數據的拆包，乒乓緩存，接著進行數據的并轉串操作將數據一方面通過SATA接口進行硬盤存儲，另一方面ARM通過AXI總線對圖像數據進行格式轉換，像素拼接操作后將圖像數據傳入VDMA進行圖像數據幀緩存，接著傳入ADV7511芯片進行模數轉換最后通過HDMI進行圖像數據顯示。