基于PCI总线的CCD图像采集卡的研制

• 作 者: 关晓东
• 机 构: 长春理工大学
• 出 处: 长春理工大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: PCI总线 图像采集卡 驱动程序 FPGA

随着CCD技术的发展,CCD相机在目标跟踪、机器人导航、自动驾驶、交通监视等应用领域,得到了广泛的应用。与此同时对数字图像信号的传输速度提出了更高的要求。PCI是一种高性能的计算机局部总线,拥有很高的传输速度(32bit时为33MHz,其传输速率最高为132MB/s),非常适合于图形、图像、3D动画和网络等高速外围设备的需要。因此,PCI总线已成为计算机的主流总线。目前有关高速外围设备的设计均以这一总线结构为基础。本文设计了基于PCI总线的CCD图像采集卡,采集的图像是黑白模拟信号。采集卡以FPGA为逻辑控制中心,采用DS90CR288A将Camera Link信号转换为数字图像数据,经FIFO缓存后,由PCI总线接口芯片PCI9054将数据送入计算机,最后通过应用程序将图像显示出来。本文首先详细地介绍了PCI总线的特点、总线命令、配置方法及数据传输方式等。为降低整个系统的开发难度,选用了PLX公司出品的PCI9054作为PCI专用接口芯片。论文详细地介绍了PCI9054的特点、工作机理和其内部寄存器的设置方法。在此基础上,结合Camera Link协议构建了基于PCI总线的CCD图像信号采集系统。然后绘制出原理图,结合抗干扰性能及走线的整体布局完成了印刷电路板的设计。最后研究了系统配套软件驱动程序的开发,利用开发工具DRIVERSTUDIO编写驱动程序,完成从采集卡到计算机内存的存储数据,解决了数据实时采集和图像的实时显示问题。