基于千兆以太网的图像采集系统设计
基于FPGA的彩色图像实时采集系统设计
（ １ ． Ｓ ｈ ａ ｎ ｇｌ ｕ ｏ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｌ ｕ ｏ ７ ２ ６ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；２ ． Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ， Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ １ １ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
实 际需 要 。
关 键 词： Ｂ ａ ｙ ｅ ｒ 格 式 图像 ； 去马赛克 ； 千兆以太网； Ｆ ＰＧＡ
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ４
文献标识码 ： Ａ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ Ｙ Ｊ Ｙ ＸＳ ２ ０ １ ４ ２ ９ ０ ２ ． ０ ２ ５ ８
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｒ ｉ ｍａ ｇ ｅ ａ ｃ ｑｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰＧＡ
（ Ｐ Ｓ ＮＲ ） 方 面 相 比双 线 性 插 值 ， Ｒ、 Ｇ、 Ｂ三 通 道 均 提 高 约 １ ５ ｄ Ｂ左 右 ， 图像 目视 细 节 丰 富 ， 伪彩色得 到有效抑 制 ； 在 分 辨 率
为 １ ２ ８ ０ ×１ ０ ２ ４ 、 帧频为 １ ５ ｆ ／ ｓ的情 况 下 ， 可 以实 时 输 出全 彩 色 图像 。 目前 ， 系统 已 经工 程应 用 ， 其优 异表现满 足了项 目
图像去马赛克算法 ， 该算 法 首 先 对 Ｂ ａ ｙ ｅ ｒ 格 式 原 图进 行 二 阶 拉 普 拉 斯 修 正 ， 利用 色差和梯 度关 系确定丢 失的绿 色分量 ，
一套完整的视频监控系统设计方案
一套完整的视频监控系统设计方案一、系统设计描述本工程生产视频监控系统由主厂房区域、辅助车间区域等部分组成，主厂房区域、辅助车间生产区域、安防区域视频监视系统联网组成本期工程的生产视频监视系统，通过在上述各区域内安装的网络监控摄像机组成数字化生产视频监控系统，把数字视频集成在一个统一的平台上，采用分布式集中管理的控制模式进行管理和控制，通过权限控制，系统局域网任意一台计算机用户登录后，即可显示全部其有权限的监控点位，用户可对其进行实时观看、控制、历史回放或下载，实现整个生产区域视频监视系统的网络化、数字化和智能化。
采用IP系统架构，系统由前端IP摄像机、存储管理服务器、视频管理服务器、解码器、电视墙等组成，系统由1000M/100M以太局域网、网络摄像机、区域网络交换机、主干网络交换机、监控中心管理平台、IP存储设备和监视终端等组成。
联网通讯介质应采用六类网线（不超过90米）或光纤（超过90米），通讯用的六类网线、光纤和监视用视频电缆不应有中间连接头，通讯协议采用TCP/IP。
基建施工阶段在拼装现场和备品备件存放现场需加装高清摄像机监控采用永临结合、有线无线融合方案实施，周界围墙区域如无特殊情况采用永久方案实施，通讯及电源传输一次性敷设到位，后期尽量不作移位；施工期监控点位根据现场各施工单位进场时间及施工进度、区域即时设置，采用有线无线融合方式进行信号传输，电源利用就近施工配电取电（根据现场情况及需求调整）；整个燃机施工场地圈定的周界范围、厂区内出入口、厂区内重要通道、重要部门等区域达到视频系统全覆盖；燃机投运后在拆除临时监控点位后，依然要保证燃机周边视频监控全覆盖，在燃机高点加装高点位监控，达到整个燃机厂区外围的全画面显示。
所有配电室区域、配电层应实现无死角监控，与鹰眼系统整合，实现人员进入配电室后摄像头之间自动切换跟踪，人员操作时定点监控；汽机房和燃气轮机房区域重要设备、通道全部监控；余热锅炉汽包和钢架区域每层全面监控。
基于千兆以太网的高清电子警察取证系统设计
Ｄ ｅ ｉ ｎ ｏ ｖ ｄ ｎ ｅ ｇ ｔ ｅ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｙ ｈ ｇ ｄ ｆｎ ｔｏ ｓｇ ｆ ｅ ｉ ｅ ｃ ａ ｈ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ｂ ｉ ｈ－ ｅ ｉｉ ｎ ｉ
ｅｅ ｔ ｏ ｉ ｏ ｉｅ ｂａ ｅ ｎ ｇ ｇ ｂ ｔｅ ｈｅ ｎ ｔ ｌｃ ｒ ｎ ｃ ｐ ｌｃ ｓ ｄ ｏ ｉ ａ ｉ ｔ ｒ ｅ
ＨＥ Ｗ ｅ ，ＺＨＡＯ ｉ ｉ Ｈａ ，ＺＨＡＮＧ ｉ ｇ Ｌｎ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｏ Ｓｈ ｏ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｃ ｏ ｇｉｇＵｎｖｒｉ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ０ Ｃ ｉａ ｏＣ ｎｃ ｉ ｎ ｉｅｒ ， ｈ ｎ ｑｎ ｉｅｓｙ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ ０３ ， ｈｎ ） ａｏ ｎ ｔ
ｉ ｇ ａａ ａ ｄ ｇｇ ｂ ｔ Ｅ ｈ ｒ ｅ ａａ ｐ ｃ ｉ ｇ ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｒ ｐｄ ｐ ｏ ｅ ｓ ｇ ａ ｄ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｏ ｉｈ ｍａ ｅ ｄ ｔ ｎ ｉａ ｉ ｔ ｅｎ ｔ ｄ ｔ ａ ｋｎ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｃ ｉｖ ａ ｉ ｒ ｃ ｓ ｉ ｎ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｆ ｈｇ — ｎ ｄ ｆ ｉ ｏ ｒ ｅｃ ｌｒｉ ｇ ． ｔ ｆ ｃ ｉｅｙ ｓ ｌｅ ｎｏ ｃ ｍｅ ｔｄｓ ｕ ｅｗ ｉｈ ｉ ｃ ｕ ｅ ｙ ｌｃ ｆ ｖｄ ｎ ｅ ｄ ｅｔ ａ ｅ ｎ ｔ ｎ ｔｕ ｏｏ ｉ ｉ ｍａ ｅ Ｉ ｅｆ ｔ ｌ ｏｖ ｓｅ ｆｒ ｅ ｎ ｉｐ ｔ ｈ ｃ ｓ ａ ｓ ｄ ｂ ｋ ｏ ｉｅ ｃ ｕ ｏｂ ｄ ｅ ｖ ａ ｅ
千兆网工业相机技术之GigE接口
千兆网工业相机技术之GigE接口
千兆网工业相机技术之Gigabit Ethernet (GigE)接口
GigE 接口是工业应用所新开发的一种图像接口技术，以Gigabit Ethernet 协议为标准，主要用做高速、大数据量的图像传输，远距离图像传输及降低远距离传输时电缆线的成本。
可通过一台控制单元对多台千兆网工业相机进行图像采集，目前千兆网工业相机已逐步代替其他接口成为主流，MV-VE系列产品是基于该接口研发生产的中高端千兆网工业相机。
：
1、全球标准
在全球网络连接中占97%
2、独立全双工连接
连接之间无带宽共享，这不是第一流的链路
通过电缆或者光纤实现双向连续数据传输
3、较高的可扩展性
10/100 Mb/s, 1 Gb/s (GigE), 10 Gb/s (10GigE)
4、高级的QoS特性
适合对延时要求较高的传输（语音，视频）
核心协议可以扩展来支持高性能应用
5、高可靠性
错误控制和包重发能力
6、支持无线传输
802.11标准接口
IP传输协议
7、TCP (Transmission Control Protocol)
验证所有传输→确保数据包接收
传输效率低下
8、UDP (User Datagram Protocol) 传输效率很高
不保证数据包的正确接收
9、RTP (Real-Time Protocol) 为低速多媒体流设计
不保证数据包的正确接收
10、千兆网GigE VS 其他标准
11、工业数字相机接口类型。
基于Nios Ⅱ和GigE Vision的图像采集系统
关 键 词 ：Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ；千 兆 以 太 网 ； Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ； 图 像 采 集
中 图分 类 号 ：ＴＰ ７ ５ ２
文 献 标 识 码 ：Ａ
国 家 标 准 学 科 分 类 代 码 ：５ １ ０ ． ４ ０ ５ ０
Ｉ ｍａ ｇ ｅ ａ ｃ ｑｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ａ ｎ ｄ Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
软 核 处 理 器 Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ 以 采 集 千 兆 以 太 网 工 业 相 机 中 的 图 像 数 据 。详 细 阐述 了该 视 频 采 集 系 统 的 设 计 方 案 ， 研 究 了其 中 的 关键 技 术 ， 实 现 了以 太 网 的驱 动 程 序 ， 解 析 了千 兆 以 太 网 相 机 标 准 通 信 协 议 Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ 。实 验 结 果 表 明 该 系 统 能
电
子
测
量
技
术
第 ３ ６卷 第 ４期
２ ０ １ ３ 年 ４月
ＥＩ ＥＣＴＲＯＮＩ Ｃ Ｍ ＥＡＳ ＵＲＥＭ ＥＮＴ ＴＥＣＨ ＮＯＩ ＯＧＹ
基 于 Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ和 Ｇ ｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ的 图像 采 集 系统 ＊
熊如 刚 闰 连 山 赵 明 杰
Ｘｉ ｏ ｎ ｇ ｕ ｇ ａ ｎ ｇ Ｙａ ｎ Ｉ ｉ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ Ｚ ｈ ａ ｏ Ｍｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ｅ
基于FPGA的千兆以太网设计
基于FPGA的千兆以太网设计一、简介以太网是一种广泛应用于局域网（LAN）的计算机通信技术，其标准化是由IEEE 802.3委员会负责，最初的速度为10Mbps。
随着技术的进步，千兆以太网（Gigabit Ethernet）逐渐成为了主流。
基于现场可编程门阵列（FPGA）的千兆以太网设计能够实现高速数据传输和灵活性，并在计算机网络中发挥着重要作用。
二、设计原理1.物理层（PHY）：物理层负责将数字数据转换为模拟信号，并通过以太网的物理介质进行传输。
常用的物理介质包括双绞线、光纤和同轴电缆。
PHY通常实现了数模转换、模数转换、时钟同步、编解码、调制解调等功能。
2. 介质访问控制层（MAC）：MAC负责协调和管理数据帧在网络中的传输。
它包括数据帧的封装和解封、MAC地址的识别和过滤、数据流的调度和控制等功能。
MAC层通常基于协议进行设计，如以太网交换机的MAC层使用了以太网交换协议（Ethernet Switching Protocol）。
3.高层协议：高层协议负责定义数据帧的格式和传输规则，以及实现数据帧的路由和转发。
常见的高层协议包括网际协议（IP）、传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）等。
设计过程中，首先需要实现PHY层的功能，包括数模转换、调制解调等。
这需要使用FPGA的模拟和数字混合信号处理能力。
接下来，设计和实现MAC层的功能，包括数据帧的封装和解封、MAC地址的识别和过滤等。
最后，根据具体应用需求，添加高层协议的功能和实现数据帧的路由和转发。
三、设计优势1.高性能：FPGA具有并行运算能力和硬件加速特性，能够实现高速数据处理和传输。
相比于软件实现，FPGA可以大大提高系统的性能和响应速度。
2.灵活性：FPGA的可重构特性使得设计可以根据需求进行定制和修改。
设计人员可以根据具体应用需求添加或删除功能模块，并通过重新编程实现更新和升级。
3.低功耗：FPGA的硬件实现相比于软件实现能够更好地利用资源，并减少功耗。
图像采集系统的制作方法
本技术涉及一种图像采集系统，其能够适用于对不同分辨率、不同图像输出接口的相机，并且具备自检功能，实现对自身系统误差进行检测，大大提高了图像采集工作的工作效率和可靠性。
该系统包括相机和上位机；还包括分别与相机和上位机相互通讯的相机通用检测设备；相机通用检测设备包括子板以及母板；子板包括第一基板、设置在第一基板上的N个相机接口、N个接口芯片、N个电平转换芯片以及第一电连接器；母板包括第二基板、设置在第二基板上的电源模块、第二电连接器、FPGA芯片、SDRAM芯片、串行UART接口以及数据传输接口；第一电连接器和第二电连接器是板间电连接器，通过这两个电连接器将第一基板和第二基板互联起来。
技术要求1.一种图像采集系统，包括相机和上位机；其改进之处在于：还包括分别与相机和上位机相互通讯的相机通用检测设备；相机通用检测设备包括子板以及母板；子板包括第一基板、设置在第一基板上的N个相机接口、N个接口芯片、N个电平转换芯片以及第一电连接器；母板包括第二基板、设置在第二基板上的电源模块、第二电连接器、FPGA芯片、SDRAM芯片、串行UART接口以及数据传输接口；第一电连接器和第二电连接器是板间电连接器，通过这两个电连接器将第一基板和第二基板互联起来；相机图像输出接口与第一基板上的接口芯片、相机接口、电平转换芯片电连接，用于对图像数据进行传输和处理；第二基板上的SDRAM芯片、串行UART接口以及数据输出接口均与FPGA芯片电连接；串行UART接口与上位机电连接用于接收上位机发送的控制指令，数据输出接口与上位机通过千兆以太网实现物理连接，通过标准的UDP协议实现相互通讯；电源模块用于给相机供电。
2.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于：所述FPGA芯片上运行的模块包括：图像接口控制模块、图像数据缓存模块、虚拟相机控制模块、以太网数据打包模块、以太网发送模块、SDRAM控制模块以及UART模块；图像接口控制模块针对不同的接口的相机产生不同的时序接口波形，控制接口芯片完成相机图像数据的正确采集；图像数据缓存模块将采集到的图像数据缓存到FPGA内部的FIFO中，并在缓存到特定FIFO深度的时候，通知以太网数据打包模块读取FIFO内部的数据，并按照协议进行打包；虚拟相机控制模块根据上位机的指令设置，产生不同分辨率的15个虚拟相机图像，且在同一时刻，只产生一种虚拟相机图像用于对相机自身进行检测；以太网数据打包模块根据上位机的指令设置，选择“图像数据缓存模块”或者“虚拟相机控制模块”的其中一个，读取其中的数据进行以太网数据打包；以太网发送模块依据千兆以太网接口的RGMII接口时序，将打包后的数据，通过RGMII接口发送出去；SDRAM控制模块在FPGA内部的FIFO有限的情况下，将部分要缓存的数据缓存到SDRAM芯片中；UART模块用于实现与上位机或者其他UART接口之间的数据通讯，实时回报相机通用检测设备的工作状态。
PCI Express x4千兆PoE图像采集卡,PoE网卡
高性能PCI Express x4千兆PoE图像采集卡/PoE网卡产品型号：LREC9714HT-PoE产品名称：PCI Express x4千兆PoE图像采集卡/PoE网卡插口类型：RJ45口/网口产品芯片：英特尔I350AM4传输速率：10/100/1000Mbps传输介质：铜缆适用网络类型：以太网应用领域：机器视觉，视觉检测,工业控制,智能交通.产品概述LREC9714HT-PoE是深圳市联瑞电子有限公司基于Inetl I350AM4芯片方案而自主研发的一款PCI Express x4高性能千兆四口PoE以太网适配卡(以下简称网卡)，同时兼容PCIex8、x16通道。
LREC9714HT-PoE提供4个标准PoE供电端口(支持POE功能)。
每个端口可提供15.4W/48V的功率和1000Mb/s的带宽；采用IEEE802.3af and802.3at compliant PoE供电标准；支持9KB巨型帧，支持链路聚合，1000Mb/s的带宽，足以满足各种高清传输要求。
LREC9714HT-PoE在基于英特尔服务器I350AM4四端口以太网MAC+PHY（媒体接入控制器和物理接口收发器）控制器上开发出来的，在千兆位以太网连接中最高时可同时允许四个端口以全双工的工作模式工作以适应高性能网络通信，可以通过链路聚合扩展带宽又可以节约PCI Express通道资源，同时不会占用总线带宽。
同时支持PCI-SIG Single-Root I/O virtualization and sharing specification(SR-IOV)（单根I/O虚拟和共享规范）。
LREC9714HT-PoE该款POE网卡设计主要应用于服务器及高端设备，是市场同类产品中，性能最高的一款产品，其超高的性能和可靠性，可以兼容IEEE802.3af and802.3at标准的各种工业相机和摄像头，广泛应用于机器视觉检测，安防监控、医学成像、智能交通等领域。
千兆网高清双波段视频采集系统
２１ ０ ２年 ２月
光 电工程
Ｏｐ ｏ Ｅｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｔ — ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖ ｌ ９ Ｎｏ ２ ｂ － ． ． ３ Ｆ ｂ ２ １ ｅ，０２
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文章 编号 ：１０ —０ Ｘ ２ １）２ ０ １— ５ ０ ３５ １ （０２０ — １８０
０ 引 言
随着光谱技术的 日新月异，各种光谱监测设备不断涌现。在整个检测光谱范围内，可见光光谱以其较 高的光谱能量 、可视度高等特点成为视频监控的主要波段 ； 卜 此外 ，由于植被对近红外光谱反射率较高的
特点 －，因此 ， 在草地、 森林等野外场合 ， 近红外光谱对于 目 标的识别与监测具有较好的检测效果。目前 ， 市场上多为针对单一检测波段的监控仪器，而且由于带宽限制用于远程监控的探测器也往往限于较低分辨 力 ］ 监测效果较差。本系统则是结合 了可见、 ， 近红外两个波段的成像特点 ， 设计 了基于可见光及近红外
其靶面由红、绿、蓝三块尺寸相 同的 Ｃ Ｄ 拼接而成。进行图像采集时 ，红、绿、蓝三路视频信号经由同 Ｃ
一
Ｃ ｍｅａＬｎ 口输 出 ，经 Ｆ Ｇ 依次 传递 给控 制计 算机 ，在 控制 计算 机上通 过信 号合 成实现 彩 色视频 的 ａ ｒ ｉ ｋ ＰＡ
实时显示 ，亦可以对此三路视频信号独立的进行显示存储及特性分析 。最高帧频为 ２ ０帧／ ，本系统通过 秒
外触发模式将两个探测器同时设为 １ ５帧／ ，实现两路视频采集的外同步 。 秒 串 口一 口转换芯片与并 口一 ． 并 串口转换芯片是用来对视频信号进行串、并转换的一对芯片 ，本系统分别
采 用 ＤＳ ０ Ｒ ８ ９Ｃ ２ ５和 ＤＳ ０ Ｒ ８ 款 芯片 完成 对视频 信 号的 串 、并 转换 。由于从 探测 器 Ｃ ｍｅａＬｎ ９ Ｃ ２ ６两 ａ ｒ ｉｋ口输 出的 信号 为 串行 的 Ｌ ＤＳ信号 ，为 了提 高 Ｆ Ｇ 的 图像处 理速 度 ，需要 首先 利用 串 口一并 口转 换 芯片将视 Ｖ ＰＡ ＞ 频 信 号转 换为 Ｔ Ｌ并行 信号 ；Ｆ Ｇ 处理 结束 后 ，再利 用并 口一 口转 换芯 片将 视频 信号转 换为 Ｌ Ｔ ＰＡ 串 ＶＤＳ信 号 ，送入 千兆 网 转换模 块 中 。 系统 采用 的 Ａｌｒ 公 司的 Ｃ ｃｏｅＩ系列 的 Ｆ ＧＡ是 一款 容量 大成 本低 的高性 能 芯片 ，具 有 ６ １ 个 ｔａ ｅ ｙｌｎ Ｉ Ｐ ８ ６ ４ 逻 辑单 元 ，１１ ．ＭＢ嵌 入式 存储 器和 １０个专 用 ｌｘ 乘 法 器 。其优越 的性 能使 得在 一片 芯片上 同时 处理 多 ５ ８１ ８
基于SOPC技术的GigW接口X光图像采集系统
Ｐ ＆ＰＩＴＮ菇 Ａｓ Ｐ 用｜ ｒ ＡＬ ＩＳ＿ Ｒ 器Ａ Ｔ Ｃ应 ● Ｏ
【 本文献信息】张小佩， 吕卫， 刘立， 等．基于 Ｓ Ｐ Ｏ Ｃ技术的 Ｇｇ ｉ Ｅ接 口Ｘ光图像采集系统［］ 电视技术， １， （５ ． Ｊ． ２ ２３ １） ０ ６
基于 Ｓ Ｐ Ｏ Ｃ技术的 Ｇ， 以实 现高速 数据 传输 …。千 网传输部分 由 Ｓ Ｐ 难 Ｏ Ｃ系统 实现。Ｓ Ｐ Ｏ Ｃ系统 如图 １ 所示 ， 兆以太 网技术是近年来发展起来 的高速传输技术 ， 传输速 其 中 Ｎｏ Ｐ ｉ Ｉ Ｃ Ｕ是一个 软核处理器 ， ｓＩ 通过 Ａ ａ ｎ ＭＭ总 ｖｌ — ｏ
Ｘ —ｒ ｙ Ｉ ｇ ｐ ｕ ｅ Ｓ ｓｅ ｗｉ ｌＧｉ ａ ｉ Ｅ ｈ ｒ ｅ ｎ ｅ ｆ ｃ ａ ｅ ｌ Ｓ ａ ｍａ ｅ Ｃａ ｔ ｒ ｙ ｔ ｍ ｔ ｇ ｂ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔＩ ｔ ｒ ａ ｅ Ｂ ｓ ｄ Ｏ ｌ ＯＰＣ Ｔｅ ｈ ｉ ｕ ｌ ｃ ｎｑ ｅ
Ｚ Ａ ｉｏｅ ，０Ｗｅ ，Ｉ ｉ，Ｉ ｉｇｉｇ Ｈ ＮＧＸ ａｐｉ Ｌ ｉ ＬＵ Ｌ ＬＵ Ｑｎｑｎ
（ ．ｎｔ ｔｏ Ｖ ｎ ｍ ｇ Ｉ ｏ ａｏ ； ＳｈｏｏＥｅｒ ｉＩ ｏ ａｏ ｎｉ ｅｎ ，ａｊ ｎｅｉ ，ｉｆ ０７，ｈ ａ ａ Ｉ ｉ ｅｆＴ ａｄＩａｅｎ ｒ ｔｎｂ ｃ ｌ ｌｔｎ ｎ ｒ ｔｎＥｇｎ ｒｇ Ｔ ｎｎＵｉｒｔ Ｔ ｎｎ ００２Ｃｉ ） ｓｔ ｕ ｆ ｍ ｉ ． ｏ ｆ ｃｏｃ ｆ ｍ ｉ ｅ ｉ ｉ ｉ ｖｓｙ ａ ３ ｉ ｎ
容易地集成 于各种 系统 。因此 该设计选择 千兆 以太 网 千兆 以太 网 Ｍ Ｃ来使 用 ， 片外 千兆 以太 网 Ｐ Ｙ芯 片 Ａ 和 Ｈ 技术来实现 电路系统与计算机之 间的高速数 据传输 。
８ Ｅ １１ ８ ｌ １ 一起实现千兆以太 网接 口。Ｅｈｒｅ Ｐ ｃｅ Ｇ ｎ ｔｅ ｔ ａｋｔ ｅ － ｎ
工业CT双通道高速数据传输系统设计
Ｅ Ｐ Ｅ Ｓ的收发驱 动 ， ＸＲＳ 并在 处理 器内部完成 了数据 流的协议转 换。设计 较同类系统在 集成度 和可靠
性上都大有提高 。经过测试 ， 系统在功 能上 满足工业 Ｃ Ｔ的传输要求 ， 双通道均工作正常 ， 且可做为 千 并 兆 以太 网传输节点应用 在工业控制计算机 中。 关键词 ： 工业 Ｃ 高速传输 ； Ｔ； 千兆 以太 网 ；Ｃ —Ｅ ｐｅｓ Ｐ Ｉ ｘｒｓ
的单 芯 片应 用 。
中； 在特殊情况下 ， 数据传输 系统会将接收到 的 数 据 同时 发 送 至 上 位 工 控 机 和外 部 网络 中 ， 并
行 处理 。
对 于千 兆 以太 网 的 Ｍ Ｃ层 实 现 ， ｌｒ 公 Ａ Ａｔ ａ ｅ 司 提供 了相 关 的 Ｉ Ｐ核 Ｔ ｐｅ— ｐｅ ｉ ｒ ｌ ｓｅｄ—Ｅｈｍｅ。 ｔｅ ｔ 这款 Ｉ 可 在 Ｆ Ｇ 内部 根 据 需 要 配 置 以 太 Ｐ核 ＰＡ 网协 议 层 ， 项 有 １／０ 选 ０ １０ Ｍｂ最 小 协 议 栈 、 ｌ００Ｍｂ最 小 协 议 栈 、Ｏ ｌｏ ｌ００Ｍｂ完 整 ０ １／ ｏ／ ０ 协议 层 、 接 １０ ０Ｂ Ｓ ｘ 或 Ｓ ＭＩ Ｐ Ｓ物 外 ０ Ａ Ｅ— Ｇ Ｉ Ｃ 理层 的 １／ ０／ ０ ０ １０ １０ ０Ｍｂ完整 协 议 层 。Ｓｒｔ ｔ ｉ ａｘ
传 输 系 统 接 收这 些 数 字 信 号 并 进 行 初 步 的处 理 ， 后转 发 至 上 位 机 做 进 一 步 处 理 Ｊ 然 。这 里
的上位机一般指工业控制计算机 ， 出于对 体积 和传输速度 的考虑 ， 选用 Ｐ Ｉ Ｅ ｐｅ 作 为二 Ｃ — ｘｒ ｓ ｓ 者间的传输总线。另外 ， 很多复杂环境 中无 法 有强大的上位机做支 持 ， 采集得到 的数字信号
基于FPGA+ARM的高速图像数据采集板的设计
Ａ Ｒ Ｍ之 间的数据采集接 口设计 方案，并 实现 了ｌ Ｊ ｉ ｎ ｕ ｘ 操作 系统 下Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 设备 的中断处理程序 的开发 。并通过设计千兆 以太 网接 口实现 了图像数据的实时远程传 输。
【 关 键 词 】ＡＲ Ｍ ；Ｆ Ｐ ＧＡ； 千 兆 以 太 网 ；嵌 入 式ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ； 中断
１ ． 概 述
随 着 图 像 处 理 技 术 的 快 速 发 展 ， 图 像 采 集 处 理 系 统在 提 高 工 业 生 产 自动 化 程 度 中 的 应 用 越 来 越 广 泛 。 本 文 结 合 实 际 系 统 中 的 前 端 图像 处 理 和 图 像 数 据 传输 的 需要 ，充分利 用Ａ Ｒ Ｍ 的灵活性 和Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的 并 行 性 的特 点 ， 设 计 了一 种 基 于Ａ Ｒ Ｍ ＋ Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的 高 速 图像 数 据 采 集 传 输 系 统 。所 选 用 的Ａ Ｒ Ｍ 体 系结 构 是 ３ ２ 位 嵌 入 式 Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ 微 处 理 器 结 构 ， 该 微 处 理 器 拥 有 丰 富的指令集 且编程灵活 ；而Ｆ Ｐ Ｇ Ａ ￣ Ｊ Ｊ 在 速 度 和 并 行 运 算 方 面 有 很 大 优 势 ，适 合 图 像 处 理 的 实 时 性 要 求 ； 并 且 通 过 于 兆 以 太 网 接 口 实 现 了采 集 板 与 上 位 机 之 间 图 像 数 据 的高 速 远程 传 输 。 ２ ． 硬 件 设 计 方 案 ２ ． １系 统 总 体设 计 本 设 计 采 用 的Ａ Ｒ Ｍ 芯 片 为 三 星 公 司 的 ￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０ Ａ 、Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 芯片为Ｘ ｉ １ ｉ ｎ ｘ 公 司 生 产 的Ｓ ｐ ａ ｒ ｔ ａ ｎ 系 列的￥ ３ Ｃ ５ ０ ０ Ｅ 芯 片 ， 系 统 组 成 还 包括 千兆 以太 网控 制 芯 片 Ａ Ｘ ８ ８ １ ８ ０ 、 千￣ ６ Ｐ Ｈ Ｙ 芯片８ ８ Ｅ １ １ １ １ 、存 储 器 、 嵌 入 式 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 、 网络 驱 动 程序 等 （ 如图１ 所 示） 。 本设计 的主控 芯片￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０ Ａ 是 基 于 Ａ Ｒ Ｍ ９ ２ ０ Ｔ 核的１ ６ ／ ３ ２ 位Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ 微 处理 器 ，采 用 了０ ． １ ３ ｕ ｍ 的Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 标 准 宏 单 元 和 存 储 器 单 元 ，运 行 频率 高 达５ ０ ０ Ｍ Ｈ ｚ 。Ａ Ｐ ｄ Ｖ Ｉ ９ ２ ０ Ｔ 实现 了删 ，Ａ 惦Ａ Ｂ Ｕ Ｓ Ｓ Ｕ Ｈ ａ ｒ ｖ ａ ｒ ｄ 高速 缓 冲体 系 结 构 构 。 这 一 结 构 具有 独 立 的 １ ６ Ｋ Ｂ 指 令 Ｃ ａ ｃ ｈ ｅ Ｓ ｇ １ ６ Ｋ Ｂ 数 据Ｃ ａ ｃ ｈ ｅ 。每 个 都 是 由 具有 ８ 字 长 的行 组 成 。通 过 提供 一套 完 整 的通 用 系统 外 设 ，￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０ Ａ 减 少 整体 系 统 成本 和 无 需配置 额 外 的组 件 。它 主 要面 向手持 设 备 以及 高性 价 比、低 功耗 的应 用 ，具有 非 常丰 富 的 片上 资源 。 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 芯 片ｓ ３ Ｃ ５ Ｏ Ｏ Ｅ 主要 用 于 图像传 感器 的控 制 、 图像 数据 的缓存 及 外 围芯 片 时序
基于千兆网的高帧频视频采集系统
基于千兆网的高帧频视频采集系统
梁敏华;曹永刚;陈涛
【期刊名称】《电光与控制》
【年(卷),期】2008(015)007
【摘要】高帧频视频图像采集是测试技术领域的重要组成部分,系统根据B码时统的高精度信号,由控制计算机通过软件修正摄像机曝光信号时间,实现了高帧频视频图像和测控数据的同步采集,设计了一种无信息损失的高帧频(1000F/s)、高分辨率视频图像和测控数据同步采集系统.利用千兆以太网把图像数据从相机的FLASH内无失真转储到计算机硬盘内,并在转储过程中把同步测量数据合成到对应的图像帧频上.
【总页数】3页(P86-88)
【作者】梁敏华;曹永刚;陈涛
【作者单位】长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033;中国科学院研究生院,北京,100039;长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033;长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033
【正文语种】中文
【中图分类】V271.4;TP311
【相关文献】
1.基于千兆以太网的视频采集与传输系统 [J], 王嘉磊;孙玲玲
2.邢台电视台数字制播系统的设计与改造——基于纯千兆以太网的非编和播出系统
[J], 宗晓军
3.基于国产FPGA的千兆以太网交换机复位系统设计 [J], 王立莹; 左延智
4.基于千兆以太网的多节点数据采集系统 [J], 陈航;严帅;薛伟钊;赵晓阳;张会新
5.基于FMQL的千兆以太网传输系统设计 [J], 张昊宇;甄国涌;陈建军
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用VB.NET实现基于以太网的数据采集
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在LabVIEW中使用千兆网相机采集图像1.1
在LabVIEW中使用千兆网相机采集图像版本控制1目的本手册主要目的为方便使用者基于LabVIEW开发平台，快速上手GigE Vision相机采集图像，为下一步的图像处理打下基础。
本文档用于说明PC机第一次和相机相连的设置2硬件电脑一台：带千兆网卡，一般会缩写为GBE，网卡支持巨帧，如下面右图所示。
如果想要保证速度，最好使用Intel的千兆网卡。
GigE Vision相机，也称千兆网相机，主要优势为速度快，电缆够长，且能够POE供电。
确保相机和电脑之间通过千兆网线相连，之间经过的网线接头、交换机越少越好。
3软件1.在电脑上安装有LabVIEW和VDM（Vision Development Module）、VAS(Vision AcquisitionSoftware)，一般这三个软件版本需要一致。
前者是开发平台，中间是视觉处理模块，后者是相机驱动。
2.关闭windows自带防火墙、360防火墙、杀毒一类软件。
3.打开网卡的巨帧功能。
右键我的电脑，管理，设备管理器，网络适配器，选择网卡，右键，属性，高级，属性，巨型帧，更改值为最大，一般为9KB MTU。
如果网卡不支持巨帧，可以尝试调小网络包的大小。
在Max中，点击相机，在获取属性中，更改包大小，可以尝试更改为2000或者1000.4.使用相机自带的软件先进行测试，去相机供应商的网站下载合适的相机驱动，注意电脑操作系统的位数，32位下载X86，64位下载64位。
a)这里使用Basler的软件pylon IP Configurator。
把相机的IP地址设至为与电脑同一IP段。
即IP地址前三位一样。
b)采集连续图像，在pylon Viewer中，点击一个相机进行连接。
c)方框为连接、断开相机，橙色方框为采集、连续采集、停止按钮d)如果画面太黑或太白，将紫色方框内的用户等级改成专家（Guru），然后选择相机属性（Basler acA1300-30gm*****）下面的Acquisition Controls》Exposure Auto，改成自动，然后连续采集几张照片，就可以将曝光时间调整好。
基于Zynq-7000的千兆以太网模块设计
设计与分析♦Sheji yu Fenxi基于Zynq-7000的千兆以太网模块设计赵保磊李羚梅范玉进刘政鹏尚进(天津光电通信技术有限公司，天津300210)摘要:基于Zynq-7000系列芯片,利用其ARM+FPGA的组合架构，搭建了千兆以太网模块。
介绍了该模块的硬件平台设计,并在硬件基础上设计了FPGA和ARM程序。
经测试，模块成功实现了数据上下行传输功能,传输速度达到640Mbps,满足高速数据传输要求，且稳V关键词:Zynq-7000；ARM+FPGA；千兆以太网；模块设计0引言数字信技术的，在雷达信：航测等诸多领，扩的数据和的的传输速了高的要求，高速、稳的传输成的技术V千兆以太网从以太网基础上，有高高速、高性能,以实现的，能用于诸多领域的数据传输V基于Xilinx的高能Zynq-7000程片上系统，利用其ARM+FPGA架，实现了千兆以太网的高速传输，系于FPGA的，模块了的扩，功能的扩展和模块的搭建V1平台设计1.1Zynq-7000系列用的硬件平台核心为Xilinx公司出品的Zynq-7000系列FPGA，其集成了处理系统(Processing System，PS)和可编程逻辑(Programable Logic，PL)两大部分。
PS部分包括最高可运行1GHz的双核ARM Cortex-A9多核处理器；PL部分即Xilinx FPGA，包括可配置逻辑块(Configurable Logic Block，CLB)、36kB容量的BRAM、数字信DSP48E1、时钟管元I/O、模数转换XADC)资源v Zynq-7000系列中的PS与PL之含3000内互联里器系和程紧密结合，内以达到100Gbit/s 以上的吞吐，其能逊于FPGA+ARM的传统组合，再加上FPGA的反程，得Zynq-7000系列芯片成很多高标准平台的选择，传输方案备更好的扩和灵活V1.2PS-PL接口设计本文使用32bit位宽的AXI-HP高性能端口，利用AXI DMA模式进行数据交互。
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传 统 的 光 电 经 纬 仪 图 像 采 集 系 统 分 立 的 图 像 和 测
量 信 息 采 集 模 块 使 得 同 步 采 集 不 易 实 现 ， 且 受 到 图 像 而 传 输 线 距 离 的 限 制 ， 得 数 据 采 集 前 端 与 存 储 计 算 机 必 使
须 处 在 同 一 地 点 ， 制 了 系 统 的 灵 活 性 。 因 此 需 要 一 种 限
７ ２
图 １ 图像 采 集 系统 组 成框 图
２ 采 集 系 统 设 计
２． 图 像 采 集 １
Ｃ ｍ ｒ Ｌｎ ａ ｅａ ｉｋ接 口是 现 阶 段 高 速 相 机 普 遍 采 用 的 图
《 型机 与应 用》２ １ 年 第 ９期 微 ００
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基于千兆 以太 网的图像采集系统设计
马 腾 飞 ， 高世 杰 ， 志 勇 吴
（． 国科 学 院长 春 光 学精 密机 械 与物 理 研 究 所 ， １中 吉林 长春 １０ ３ ； ３ ０ ３
２ 中 国 科 学 院研 究 生 院 ， 京 １０ ３ ） ． 北 ０ ０ ９
１ 采 集 系统 组 成
图 像 采 集 系 统 由 基 于 Ｆ Ｇ 的 采 集 前 端 、存 储 控 制 ＰＡ 计 算机 、 像 机 、 摄 Ｂ码 时 统 等 组 成 。 算 机 通 过 千 兆 以太 计 网 对 采 集 前 端 发 送 控 制 命 令 ，Ｐ Ｆ ＧＡ采 集 数 字 图 像 并 进
随 着 光 学 测 量 技 术 的提 高 ， 控 设 备 不 仅 要 获 得 目 测
标的 飞行轨迹 等参数 ，同时还要 获得 飞行 姿态参 数 、 瞬
行 适 当 的 组 合 ，通 过
码 时 统 输 出各 类 同 步 信 号 完 成 整 个 系 统 的 高 精 度 同 步 。
集 成 的 、 远 程 传 输 的 采 集 系 统 。本 文 针 对 Ｃ ｍｅａ ｉｋ 可 ａ ｒ Ｌｎ 数 字 图 像 接 口 的红 外 相 机 设 计 了 图像 采 集 及 传 输 系 统 ， 同 步 采 集 图 像 及 测 量 信 息 通 过 千 兆 网 实 时 传 输 至 存 储
计算机 ， 通过软件对 图像进行恢 复及判读 。 并
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关 键 词 ：图 像 采 集 ； 兆 以 太 网 ； 千 图像 存 储
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ６ Ｐ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｓ ｎｃ ｏ ｚ ｄ ｒ ｍ ｅ ｃ ｕｉｉｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ｂａ ｅ ｏ ｇ ｇ ｂｉ ｔ ｅ ｎｅ ｙ ｈｒ ｎｉｅ ｆａ ａ ｑ ｓｔｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ｄ ｎ ｉａ ｔ ｈ ｒ ｔ ｅ
系 统 组 成 由 图 １所 示 。
时 速 度 等 目标 特 性 参 数 。 些 参 数 的 测 量 必 须 依 赖 于 高 这 帧 频 、 分 辨 率 成 像 器 件 ， 此 对 图 像 采 集 系 统 的 硬 件 高 因
和 软 件 结 构 设 计 、 别 是 在 数 据 传 输 和 提 高 图像 处 理 速 特 度 方 面 都 提 出 了 较 高 的 要 求 …。
摘 要 ： 在 光 电 测 控 设 备 中 ， 出 了在 一 块 板 卡 上 实 现 所 有 信 息 同 步 采 集 的 方 案 ， 采 用 千 兆 以 提 并
太 网 实现数 据 远 程 传输 。结 果表 明该 系统 能 够很 好 地 同步采 集 数据 ， 为判 读 系统提 供 了良好 的条 件 ， 满足 实 际工程 的 需求 。