【摘 要】
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本文涉及一种红外图像实时发送-采集测试仪的设计与实现,用于红外图像处理系统的测试与验证。该测试仪具备图像实时发送功能,即模拟红外成像器生成序列图像输入到红外成像处理系统;同时,该测试仪具备图像实时采集功能,即接收存储红外成像器或处理系统生成的图像序列。高速图像发送-采集是测试仪的核心功能,对数据收发实时性提出了较高的要求。本文开展了测试仪系统架构设计、硬件平台设计以及软件系统设计,重点对数据实时收
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本文涉及一种红外图像实时发送-采集测试仪的设计与实现,用于红外图像处理系统的测试与验证。该测试仪具备图像实时发送功能,即模拟红外成像器生成序列图像输入到红外成像处理系统;同时,该测试仪具备图像实时采集功能,即接收存储红外成像器或处理系统生成的图像序列。高速图像发送-采集是测试仪的核心功能,对数据收发实时性提出了较高的要求。本文开展了测试仪系统架构设计、硬件平台设计以及软件系统设计,重点对数据实时收发技术进行了研究。首先,针对测试仪应用需求,设计了“PCIe板卡+PC机+Windows”系统架构,采用标准的PC工控机作为主机平台,完成了基于FPGA的PCIe高速数据收发硬件板卡与发送/采集接口适配卡设计,以及面向图像长距离可靠传输的CameraLink电缆设计。其次,针对Windows操作系统非实时响应问题,提出了Windows硬件抽象层扩展RTX(Real-Time eXtension)实时子系统的高速数据收发硬件板卡的驱动软件方案,通过对RTX实时系统的组织结构和运行机制进行分析,建立了“Windows+RTX”的测试仪研制系统平台,结合RTX实时扩展技术为测试仪提供实时运行环境,完成了实时驱动开发。数据处理线程的平均响应时间从之前的500μs左右降低到150μs左右,解决了高速图像数据实时收发的难题。最后,重点阐述了测试仪软件的总体设计。通过分析RTX系统的调度机制,将测试仪软件分为Win32非实时部分和RTSS实时部分,实现了实时性和通用性的结合。同时增设扩展模块,使得测试仪具备良好的扩展性能。研制的测试仪通过功能和性能测试,验证了测试仪收发每帧图像数据(规格大小为1024×768×16bit/640×512×16bit)都能在50ms内完成,实时性好、数据传输效率高,满足设计要求。
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