基于USB2.0的高速图像采集系统设计
随着数字多媒体技术的不断发展，数字图像处理技术被广泛应用于各种领域。视频图像数字化后数据量非常庞大，计算机应用领域中，对如此大量的数据进行实时采集和传输的技术难度较大。现在通用的高速图像采集系统一般都是基于PCI总线，PCI总线图像采集系统的缺点是不支持热插拔，系统硬件设计难度高，受计算机插槽数量、地址、中断资源限制，可扩展性差。USB是为解决传统总线不足而推广的一种新型的计算机通信标准，具有支持热插拔、硬件设计简单、易于扩展等优点。USB2.0总线传输速率可高达480Mbps，适合于多媒体数据传输，已经成为现在技术研究的热点。
针对这种情况，本文实现了基于通用串行总线USB的图像采集系统。设计了基于SAA7111的图像转换电路，将CCD图像传感器的PAL信号转换成数字信号；开发了基于EZ-USB FX2的USB2.0接口电路，实现图像数据高速传输；完成了基于FPGA的控制电路，实现对整个系统的控制。FPGA设计的关键问题是时序设计，本文实现图像采集时序、SRAM帧存储读写时序和EZ-USB数据传输控制时序，在详细分析I2C总线的基础上实现了模拟I2C总线，并用模拟I2C总线实现了对SAA7111的配置。在PCB设计时仔细考虑了模拟数字混合电路及EZ-USB高速数据信号线的抗干扰设计。为了提高USB2.0的传输速率，详细分析了EZ-USB FX2各种配置方式，开发了固件程序。开发完成的系统USB的图像采集系统实际传输速率达到了160Mbps，可以稳定的传输25fps@512*512黑白和彩色图像，可广泛使用于图像处理系统。
通用串行总线;图像采集;现场可编程门阵列;图像处理;传输速率
华中科技大学
硕士
模式识别与智能系统
齐文新
2006
中文
TP391.41;TP274.2
49
2008-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）