[發(fā)明專利]一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010100150.5
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111314641B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐瑩雋;張鵬;王澄非;何小元
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H04N5/77
• 分類號: H04N5/77;H04N5/775;H04N5/907
• 代理公司: 南京眾聯(lián)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(tǒng)，包括與主控FPGA通過CoaxPress接口連接的CoaxPress高速相機(jī)、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(fā)模塊、CoaxPress Host模塊、FIFO模塊、串轉(zhuǎn)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(xiàn)CoaxPress協(xié)議控制流的發(fā)送和應(yīng)答、數(shù)據(jù)流接收、以及引導(dǎo)寄存器的初始化，所有數(shù)據(jù)傳輸均采用8B/10B編碼，CRC校驗并通過FIFO模塊進(jìn)行緩存；

CoaxPress協(xié)議控制流發(fā)送命令的起始碼為02，作為程序判斷標(biāo)志，通過發(fā)送不同操作代碼CMD_data來表明幀數(shù)據(jù)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(yīng)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(jìn)行8B/10B編碼，此外控制命令不管是發(fā)送還是接收均需進(jìn)行32位的CRC校驗保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定；

CoaxPress協(xié)議控制流應(yīng)答命令的起始碼為03，通過應(yīng)答碼Code的數(shù)值判斷設(shè)備端接收狀態(tài)，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(dāng)前主機(jī)需要等待設(shè)備反應(yīng)一段時間，范圍為100ms至10s，04應(yīng)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(yīng)答碼沒有操作長度Size，數(shù)據(jù)Data，CRC字段；應(yīng)答命令的CRC校驗長度為32位也需要進(jìn)行8B/10B編碼；

寄存器的初始化，首先需要對設(shè)備的復(fù)位寄存器進(jìn)行復(fù)位，接著需要激活設(shè)備的主連接，接著通過操作hsupconnection寄存器設(shè)置設(shè)備工作速率，最后協(xié)商雙方控制流數(shù)據(jù)包Control_packet_size和流數(shù)據(jù)包stream_packet_size的大小，接著再通過Pixel_setting寄存器設(shè)置好接收圖像的參數(shù)信息，當(dāng)dev_rst置1時重新進(jìn)行CoaxPress設(shè)備的初始化操作，否則認(rèn)為完成一次CoaxPress設(shè)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(shù)據(jù)傳輸?shù)接脖P陣列里進(jìn)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(zhuǎn)SATA或M2接口；

所述ADV7511 Controller模塊用于將緩存模塊中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行像素格式轉(zhuǎn)化并發(fā)送到HDMI模塊進(jìn)行實時顯示；

所述HDMI顯示模塊用于提供圖像數(shù)據(jù)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(xiàn)CoaxPress接口采集，應(yīng)答，并控制緩存模塊實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)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(fā)模塊為FPGA板子上的FMC接口轉(zhuǎn)CXP接口并在EQCO62R20/EQCO31T20驅(qū)動芯片操作下進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。

2.一種用權(quán)利要求1所述高幀頻圖像的采集存儲顯示系統(tǒng)進(jìn)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(jī)圖像數(shù)據(jù)，主控FPGA進(jìn)行串轉(zhuǎn)并操作后將圖像數(shù)據(jù)傳入緩存模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的拆包，乒乓緩存，接著進(jìn)行數(shù)據(jù)的并轉(zhuǎn)串操作將數(shù)據(jù)一方面通過SATA接口進(jìn)行硬盤存儲，另一方面ARM通過AXI總線對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，像素拼接操作后將圖像數(shù)據(jù)傳入VDMA進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)幀緩存，接著傳入ADV7511芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換最后通過HDMI進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)顯示。