论文摘要
近年来,随着计算机技术的飞速发展,特别是FPGA等可编程逻辑器件技术的不断成熟,FPGA技术已成为目前电路设计领域最为热门的技术之一。它目前己经广泛地应用于通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域。本套图像采集卡系统可应用于烟草异物剔除系统中,用于实时读取流水线上的CCD相机拍照产生的烟叶图像,并经过一定的预处理传输给后台控制程序。本图像采集卡系统在硬件系统上以Lattice的LFXP6 FPGA芯片为核心。系统充分利用FPGA的高性能,用以实现整个系统的逻辑控制。系统通过专用Camera Link接口芯片获取CCD相机图像数据,通过CH365芯片和PCI总线通讯。在系统学习过程中,以高速CMOS静态RAM作为图像帧存储器来暂存图像数据,以解决FPGA芯片与PCI总线之间的速率不同步的问题。在系统识别过程,通过在图像采集卡内部实现硬件颜色表,对实时的图像数据进行编码,以达到数据传输的高速、高效。论文分别从硬件和软件两部分对系统的原理和实现进行了详细论述。硬件部分前端进行图像的采集和预处理,后端通过PCI总线实现与主机的数据交换。软件部分实现了对目标图像的数据采集和传输。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 图像采集系统概述1.2 图像采集卡的技术发展1.3 烟草异物剔除系统1.4 课题的提出1.5 本课题主要内容第二章 图像采集卡中的关键技术2.1 CAMERA LINK 接口协议2.2 PCI 总线技术2.3 FPGA 技术2.3.1 FPGA 概述2.3.2 FPGA 结构2.3.3 FPGA 与CPU、ASIC、CPLD 相比较2.4 Verilog HDL 硬件描述语言2.4.1 硬件描述语言概述2.4.2 硬件描述语言的优越性2.4.3 Verilog HDL 与VHDL 的比较2.5 WDM 驱动技术2.5.1 Win2000 与WDM2.5.2 WDM 驱动程序模型2.5.3 设备和驱动程序的层次结构第三章 系统硬件设计方案3.1 系统总体结构图3.2 CAMERALINK 接口部分设计方案3.3 数据存储部分设计方案3.3.1 数据存储概述3.3.2 图像数据存储部分3.3.3 颜色表部分3.4 PCI 接口部分设计方案3.4.1 PCI 接口方案选择3.4.2 CH365 芯片的特点3.4.3 PCI 接口设计3.5 CH365 和LFXP6 连接方案3.5.1 连接方案选择3.5.2 电平转换芯片接口电路3.6 FPGA 控制模块设计方案3.6.1 控制芯片方案选择3.6.2 LFXP 系列芯片特点3.6.3 LFXP6 内系统流程图3.6.4 LFXP6 内部寄存器结构3.6.5 LFXP6 固件程序第四章 设备驱动程序和WIN32 应用程序的开发4.1 PCI 总线设备驱动程序概述4.2 驱动程序开发平台的搭建4.3 DriverStudio 主要模块4.4 WDM 驱动程序的编制4.5 Win32 应用程序的开发第五章 系统测试5.1 系统的安装5.2 系统离线测试5.2.1 系统的安装调试5.2.2 通过标准样本进行测试5.2.3 动态图像测试5.3 系统在线测试5.3.1 图像质量测试5.3.2 实时性测试第六章 总结与展望6.1 论文总结6.2 今后展望参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的主要论文
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