專利名稱：雙路視場數字圖像采集系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙路視場數字圖像采集系統，特別是一種具有基于現場可編 程邏輯陣列FPGA芯片、雙路圖像采集輸入設備和標準圖像輸出設備接口的嵌入式數字圖 像采集系統。
背景技術：
在現有的圖像采集系統中都有對雙路數字圖像采集的要求。而目前采用的解決方 案一般是使用通用計算機配合專用圖像采集卡配合圖像處理軟件進行圖像采集及處理。這 種圖像采集系統體積大、價格昂貴、不宜攜帶。同時，構建這樣的圖像采集系統耗費大量的 時間，延長工作周期。

發明內容為了解決現有技術中存在的上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種體積小、價 格低、便于攜帶的雙路視場數字圖像采集系統。
為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種雙路視場數字圖像采集 系統，其特點為它包括一帶有電源插座的電路板，在該電路板上固裝有一可編程門陣列 FPGA芯片，與該FPGA芯片不同引腳分別相接并固裝在電路板上的還有一組電源模塊、一 個為系統提供1位二值數據的撥動開關、一組為系統提供控制信號的3位按鍵開關、一組可 與LCD或CRT顯示器相接的VGA顯示模塊、兩個為系統提供圖像數據的CMOS圖像采集模塊、 二組為系統存儲圖像的SDRAM存儲模塊和一連接有下載模塊的主動串行EPCS配置模塊；其 中，下載模塊由一26針插座與一下載電路芯片組成；所述主動串行EPCS配置模塊的輸入端 與下載模塊輸出端連接，下載電路芯片的輸入端與所述26針插座輸出端連接。 該雙路視場數字圖像采集系統通過所述VGA顯示模塊與通用的外部設備連接；所 述26針插座的輸入接口與外設的微型計算機主機的并行接口 LPT連接。 上述的1位撥動開關的輸入端分別與所述FPGA芯片的撥動開關端口 23連接。 上述的3位按鍵開關的輸入端分別與所述FPGA芯片的按鍵開關端口 24連接。 上述的2個CMOS圖像采集模塊；其中，1個CMOS圖像采集模塊分別與FPGA芯片的 第一采集端口 22連接，用以采集第一路圖像數據；另一個CM0S圖像采集模塊分別與FPGA 芯片的第二采集端口 22'連接，用以采集第二路圖像數據。 上述的二組SDRAM存儲模塊由4個存儲芯片組成，每兩個一組。其中一組SDRAM 存儲模塊與FPGA芯片的第一存儲端口 25和第二存儲端口 26連接，用于存儲第一路圖像信 息的信息；另一組SDRAM存儲模塊與FPGA芯片的第三存儲端口 25'和第四存儲端口 26'連 接，用于存儲第二路圖像信息的信息。 該雙路視場數字圖像采集系統所用的FPGA芯片為Cyclone系列的EP1C6Q240C6 心片。 通過該電路板上的VGA輸出接口與通用的 部設備連接，用于系統軟核下載，系統軟核下載包含JTAG 口和AS 口下載，并支持.sof和.pof兩種文件的下載方式。與下載 模塊連接的26針插座通過26芯扁平電纜與外設的微型計算機主機的并行接口 LPT連接， 可為用戶提供數據下載的通訊接口。 本實用新型采用如上技術方案，其有益效果如下 1、采用FPGA芯片作為系統設計的核心芯片，將撥動開關、按鍵開關、CM0S傳感器、 SDRAM存儲器、VGA輸出接口以及電源模塊與FPGA芯片分別連接，并整合于一塊電路板上； 使用方便，體積小，便于攜帶。 2、通過VGA輸出接口與26針插座可將本實用新型的圖像采集系統與多種通用外 部設備和微型計算機連接；可為用戶提供數據下載的通訊接口 ；可實現JTAG 口和AS 口的 系統軟核下載；并支持.sof和.pof兩種文件的下載。 3、所用的系統可編程邏輯陣列FPGA芯片及連接的各個部件整合成的雙路視場數 字圖像采集系統，可用于空間探測、海底勘測、醫學、氣象、地質勘測、軍事偵察等應用領域。

圖1為本實用新型圖像采集系統的總體連接架構框圖。 圖2為圖1的圖像采集系統中電路板的實際布局圖。 1、電源模塊2、FPGA芯片21、配置端口 22、第一采集端口 22'、第二采集端口 23、撥動開關接口 24、按鍵開關端口 25、第一存儲端口 25'第三存儲端口 26、第二存儲 端口26'、第四存儲端口 3、撥動開關 4、按鍵開關51、51'、52、52' SDRAM存儲模塊 6、 6' CMOS圖像采集模塊7、下載模塊 8、 EPCS配置模塊 81 、下載端口 9、9' VGA顯示模塊 91、第一顯示端口 91'、第二顯示端口
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體技術方案。 如圖1、圖2所示，本實用新型的雙路視場數字圖像采集系統設置為一塊設有電源 插座的印刷電路板。該電路板上固裝有系統可編程邏輯陣列FPGA芯片2，與FPGA芯片2的 不同引腳分別連接且固裝于該電路板上的還有電源模塊1，撥動開關3，按鍵開關4， SDRAM 存儲模塊51 、51， 、52、52， ， CMOS圖像采集模塊6、6， ， VGA輸出顯示模塊9、9，和一主動串行 配置EPCS模塊8 ;其中，主動串行配置EPCS模塊8的輸入端通過一下載模塊7與一 26針 插座(圖中未示)連接。 上述電路板上各部件的連接關系參見圖3。具體詳述如下由電源插座接入的+5V 直流電源經電源模塊1轉換為+1. 5V和+3. 3V輸出的直流電源端口，直接為FPGA芯片2、 EPCS配置模塊8和下載模塊7供電；1位撥動開關3直接與FPGA芯片2的撥動開關端口 23連接，可為系統提供1位二值輸入數據；按鍵開關4與FPGA芯片2的按鍵開關端口 24 連接，可為系統提供3位控制信號輸入；兩個CM0S圖像采集模塊6、6'，其中一個采集模塊 與FPGA芯片2的第一采集端口 22連接，可為用戶采集第一路的圖像數據；另一個采集模塊 與FPGA芯片2的第二采集端口 22'連接，可為用戶采集第二路圖像數據；兩組SDRAM存儲 模塊分別與FPGA芯片2連接，其中，一組存儲模塊51、52與FPGA芯片的第一存儲端口 25、 第二存儲端口 26連接，可以存儲第一路圖像數據；另一組存儲模塊51'、52'與FPGA芯片的第三存儲端口 25'、第四存儲端口 26'連接，可以存儲第二路圖像數據；兩個VGA輸出顯示 模塊9、9'與FPGA芯片2的第一顯示端口 91和第二顯示端口 91'連接，可為系統提供標準 LCD或CRT顯示器的連接；26針插座選用雙排插座，其內端與一下載芯片輸入端連接構成一 下載模塊7，該下載模塊的輸出端與主動串行EPCS配置模塊8輸入端連接，主動串行EPCS 配置模塊8的輸出端與FPGA芯片2的配置端口 21連接。 其中，系統可編程邏輯陣列FPGA芯片2采用Altera公司Cyclone系列的 EP1C6Q240C6芯片，支持50MHz、27MHz兩種時鐘頻率，以供設計選用；該FPGA芯片通過配置 端口 21與主動串行EPCS配置模塊8連接，下載模塊7通過下載端口 81與下載模塊7連接。 電源模塊1選用兩片型號為LM317T的電源模塊，分別為FPGA芯片2提供內核電壓(+1. 5V) 和I/O接口電壓(+3. 3V);下載模塊7型號為74HC244,下載模塊7通過26針插座與外設的 微型計算機主機的并行接口 LPT連接，可為用戶提供數據下載的通訊接口 ，實現系統軟核 設計的下載驗證；CMOS圖像采集模塊6、6'型號為THDB_D5M，為用戶采集一路視場圖像數 據；SDRAM存儲模塊51、51'、52、52'型號為IS42S1610B，為用戶提供兩路圖形數據存儲；VGA 輸出顯示模塊9和9'型號為ADV7123，為用戶提供兩路圖像顯示接口。其它部件如撥動 開關3、按鍵開關4與26針插座等器件均為市售通用產品。 圖2為本實用新型所用的印刷電路板上所有部件的實際安裝布局圖。即將如圖1 所示的部件與兩種時鐘頻率、撥動開關等部件整合于一塊電路板上，其體積小，便于攜帶， 可與多種通用外部設備和微型計算機主機連接，進行雙路視場圖像采集工作。 圖3為本實用新型的電路原理圖，其工作原理如下 本雙路視場數字圖像采集系統的電路板上裝有一個電源插座，用于連接+5V直流 電源，經過電路板上電源開關的控制，將外部+5V電源接入電源模塊1，電源模塊1即可為 系統提供+1. 5V和+3. 3V的直流工作電壓，給系統FPGA芯片2、主動串行EPC S配置模塊8 和下載模塊7供電；將系統上的26針插座(圖中未示)通過一 26芯扁平電纜與外設的微 型計算機的并行接口連接，即可以完成數據的下載；電路板上設置的50MHz、27MHz兩種時 鐘頻率可供設計選用。
權利要求一種雙路視場數字圖像采集系統，其特征在于它包括一帶有電源插座的電路板，在該電路板上固裝有一可編程門陣列FPGA芯片(2)，與該FPGA芯片不同引腳分別連接并固裝在電路板上的還有一組電源模塊(1)、一個為系統提供二值數據的撥動開關(3)、一組為系統提供控制信號的按鍵開關(4)、一組VGA顯示模塊(9、9’)、兩個為系統提供圖像數據的CMOS圖像采集模塊(6、6’)、二組為系統存儲圖像的SDRAM存儲模塊(51、52、51’、52’)和一連接有下載模塊(7)的主動串行EPCS配置模塊(8)；其中，所述下載模塊(7)由一26針插座與一下載電路芯片組成；該雙路視場數字圖像采集系統通過所述VGA輸出顯示模塊(9、9’)與通用的外部設備連接；所述26針插座的輸入接口與外設的微型計算機主機的并行接口LPT連接。
2. 根據權利要求1所述的雙路視場數字圖像采集系統，其特征在于所述FPGA芯片 (2)為Cyclone系列的EP1C6Q240C6芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種雙路視場數字圖像采集系統，其特征為它包括一電路板，在該電路板上固裝有可編程門列陣FPGA芯片2，固裝在電路板上并與該FPGA芯片2不同引腳分別相接的還有電源模塊1、撥動開關3、按鍵開關4、SDRAM存儲模塊51、51’、52、52’、CMOS圖像采集模塊6、6’、VGA輸出顯示模塊9、9’、主動串行配置EPCS模塊8與下載模塊7。該數字圖像采集系統體積小、便于攜帶、使用方便，可實現隨時進行雙路視場數字圖像采集任務，克服了傳統采集系統體積大、價格高且依賴通用計算機配合專用圖像采集卡配合圖像處理軟件工作的缺陷。
文檔編號H04N7/18GK201499258SQ20092022273
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年9月14日
發明者關永, 尚媛園, 張偉功, 徐達維, 楊新華, 牛惠卓, 葛慶平, 趙曉旭, 馬森 申請人:首都師范大學