引 言

　　高速数据采集系统可对照相机收集获得的即时图象开展传送、并行处理，与此同时完成视频采集卡和电子计算机中间的通讯。系统软件联接照相机的接头用的是Camera Link插口，根据Camera Link插口把即时图象远程数据传输到FPGA图像采集卡中实现数据信息并行处理，并根据PCI插口完成数据采集卡和电子计算机中间的通讯。文中主要是科学研究数据收集系统软件 Cam-era Link数字电子技术。

　　Camera Link是特意为数据监控摄像头的传输数据明确提出的标准接口，是2000年10月由一些监控摄像头经销商和图片收集企业联合推出的。Camera Link规范简单化了电子计算机和监控摄像头中间的联接。本设计方案采用Dalsa企业的DS-21-02M30照相机，该照相机适用Camera Link插口。照相机数据信息根据Camera Link插口传送到一块Altera企业的FPGAStraTIxII中实现解决。在FPGA中实现信息的高速缓存，能够在FPGA中设计方案各种各样图象处理程序流程对图片实现并行处理。

　　1 DS-21-02M30照相机介绍

　　DS-21-02M30照相机可给予高灵敏的8／10位图象。为了更好地与此同时得到非凡的屏幕分辨率和灰度级，DS-21-02M30照相机分辩率为1 600×1 200，像素尺寸为7．4 μm×7．4 μm，清晰度数据信息輸出数字时钟为40 MHz，最大帧频可以达到120帧／s。根据设置清晰度数据类型指令，能够设置清晰度数据信息为8位、10位。功能损耗小于15 W，供电系统电源电压为12～25 V。

　　根据多线程串口通信向DS-21-02M30照相机推送ASCII码操纵指令和确诊指令，能够调节照相机輸出图象的增益值、赔偿、帧频、快门速度、曝出方式和检测图象的輸出，还能够对摄像头开展确诊。串口协议：1位逐渐位，8位数据位，无奇偶校验位，1位终止位；通讯串口波特率为9 600 bps(照相机默认设置 )，根据设置串口波特率指令可将其调整为19 200 bps、57 600 bps和115 200 bps。

　　DS-21-02M30照相机一共有4种曝出方式，能够根据设置曝出方式指令来为照相机挑选适宜的曝出方式。

　　方式2：內部开启方法(照相机的默认设置 曝出方式)。帧频和快门速度可以用对应的指令操纵。

　　方式3：较大快门速度的外界开启方法。

　　方式4：外界开启方法。帧频和快门速度都由外界开启数据信号操纵，即外界开启讯号的上拉电阻环节为快门速度，外界开启讯号的次数为帧频。

　　方式6：外界开启方法操纵帧频，快门速度可以用相对应內部指令操纵。

　　DS-21-02M30照相机的指令以ASCII码的方式发

　　送。向照相机推送指令时，以回车符做为完毕。照相机通电后，照相机后面的显示灯闪动，与此同时借助串行口推送“CameraIniTIalizaTIon in process，Please Wait…OK>”字符串数组。当接到“OK>”字符串数组时，说明照相机要逐渐传输图象数据信息，照相机后面的显示灯不会再闪动。当照相机接到合理的指令时，会回到“OK>”字符串数组做为回复；不然，回到“Error x：Error Massage>”字符串数组做为回复。在其中，x为不正确型号，Error Massage表明对问题的实际表明。照相机的回复字符串数组以标记“>”做为结束符。

　　2 Camera Link构造与基本原理

　　Camera Link是特意为数据监控摄像头的传输数据明确提出的标准接口，专为数字相机制订的一种图象数据信息、视頻数据信息操纵数据信号及照相机操纵数据信号传递的系统总线插口，数据信息传输速度最多可以达到2．38 Gbps。该标准了插口方式、照相机数据信号、端口配置、图象数据位配备、射频连接器脚位界定及电极连接线、规范信号接收器主板芯片组。选用这类规范后，促使数据监控摄像头的api接口輸出选用越来越少的线数，联接电缆线更易于生产制造，更具备实用性，并且信息的传送间距比一般传输技术更远。其最首要的特征是运用了LVDS(Low VoltageDifferenTIal Signaling，低电压音频信号)技术性，使监控摄像头的信息传输速度进一步提高。

　　在Careera Link规范发生以前，业内有一些规范(如较时兴的IEEE-1394：插口)做为一种传输数据的标准规范。IEEE-1394被使用到很多的行业，数字相机、监控摄像头等数据显像行业还有很普遍的运用。IEEE-1394插口具备便宜，速度更快，适用热拔插，数据信息传输速度可拓展，规范对外开放等特性。但伴随着彩色图像收集速率的提升、信息量的扩大，原来的规范已没法满足需求。为了更好地简单化数据信息的联接，完成快速、高精密、灵便、简易的联接，在 NationalSemiconductor企业研发的Channel Link总线技术性基本上，由好几家照相机生产商一同制订发布了Camera Link规范。根据Camera Link的数字相机的收集速率和信息量均好于根据IEEE-1394规范。

　　Camera Link是一种根据物理层的LVDS的平面图表明解决方法。图1为Camera Link总线推送端与协调器的联接框架图，也是该系统总线的基本原则。系统总线推送端，将28位并行处理数据交换为4对LVDS串行通信差分信号数据信息传输出来 ，也有一对LVDS 串行通信差分信号手机充电线用于传送图象数据信息輸出同步时钟；而系统总线协调器，将串行通信差分信号数据交换成28位并行处理数据信息，与此同时变换出同步时钟。那样不仅降低了同轴电缆的需求量，并且因为选用串行通信差分信号传输技术，还减小了传送流程中的干扰信号。

　　3 快速数据采集卡Camera Link接口设计

　　高速数据采集系统的基本上框架图如图2所显示。FPGA给照相机传出调节数据信号，照相机中的数据信息根据Careera Link插口传输到图像采集卡；数据信息由FPGA读取，缓存文件在SDRAM中。能够在FPGA中按照使用者的需要完成快速的图象处理，依据图象处理的效果能够由 FPGA进行客户需要的操纵。图像采集卡根据PCI插口和电子计算机相互连接，根据电子计算机能够配备图像采集卡和照相机，电子计算机还可以从数据采集卡中得到图象处理数据信息。下面详尽科学研究FPGA和照相机间的Camera Link数字电子技术。

　　3．1 DS-21-02M30照相机的Camera Link插口

　　Camela Link总线标准：在详细方式下，数最多能够应用八个端口号(Port A～Port H)传送数据，每一个端口号为8位数据信息。DS-21-02M30照相机应用Port A～Port C端口，用的是基本原则(Base)。照相机后面有一个MDR26联接口，各自相匹配A、B、C三个端口号各8位数据信息，再加上FVAL、LVAL、DVAL和SP 四位数据信息操纵数据信号，共28位并行处理数据位。

　　3．2 Camera Link插口的硬件开发

　　Camera Link的硬件配置联接框架图如图所示3所显示。硬件配置控制电路包含3一部分：照相机根据MDR26联接图像采集卡；CameraLink插口的LVDS数据信号和CMOS数据信号变换电源电路；FPGA接受照相机数据信息和传送操纵一部分。

　　为了更好地对摄像头开展外界开启方法操纵及其向照相机推送指令，用四通道CMOS数据信号变换为LVDS音频信号的芯，片。DS90LV047做为图像采集卡，向照相机推送外同歩开启数据信号和变换指令。因为DS-21-02M30照相机仅用到CC1，FPGA组成的图像采集卡，对照相机的操纵根据CC1和SerTC数据信号完成。为了更好地接受照相机向图象处理系统软件推送的回复字符串数组，采用DS90LV048集成ic做为图象处理系统软件信号接收器。 DS90LV048集成ic是四通道LVDS音频信号变换为CMOS数据信号的控制器。

　　4 总 结

　　根据FPGA的快速图象采集系统，根据Camera Link插口和照相机联接；从照相机得到高像素的即时图象，并传递到FPGA中实现即时图象处理并輸出。文中融合DS-21-02M30照相机的基本要素，详尽探讨了Camera Link数字电子技术，并提供了照相机和快速图像采集卡中间CameraLink接口设计，为已经研发的即时快速图像采集卡确立了基本。

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