图像采集系统的Camera Link标准接口设计

3 高速数据采集卡Camera Link接口设计

高速数据采集系统的基本框图如图2所示。FPGA给相机发出控制信号，相机中的数据通过 Careera Link接口传送到图像采集卡；数据由FPGA读入，缓存在SDRAM中。可以在FPGA中根据用户的需求实现高速的图像处理，根据图像处理的结果可以由 FPGA完成用户所需的控制。图像采集卡通过PCI接口和计算机相连接，通过计算机可以配置图像采集卡和相机，计算机也可以从采集卡中获得图像处理数据。接下来详细研究FPGA和相机间的Camera Link接口技术。



3．1 DS-21-02M30相机的Camera Link接口

Camela Link总线标准规定：在完整模式下，最多可以使用8个端口(Port A～Port H)传输数据，每个端口为8位数据。DS-21-02M30相机使用Port A～Port C端口，用的是基本模式(Base)。相机后端有一个MDR26连接口，分别对应A、B、C三个端口各8位数据，加上FVAL、LVAL、DVAL和SP 四位数据控制信号，共28位并行数据位。

3．2 Camera Link接口的硬件设计

Camera Link的硬件连接框图如图3所示。硬件电路包括3部分：相机通过MDR26连接图像采集卡；CameraLink接口的LVDS信号和CMOS信号转换电路；FPGA接收相机数据和发送控制部分。





为了对相机进行外部触发方式控制以及向相机发送命令，用四通道CMOS信号转换为LVDS差分信号的芯，片。DS90LV047作为图像采集卡，向相机发送外同步触发信号和转换命令。由于DS-21-02M30相机只用到CC1，FPGA构成的图像采集卡，对相机的控制通过CC1和SerTC信号实现。为了接收相机向图像处理系统发送的应答字符串，选用DS90LV048芯片作为图像处理系统接收器。 DS90LV048芯片是四通道LVDS差分信号转换为CMOS信号的驱动器。

4 总结

基于FPGA的高速图像采集系统，通过Camera Link接口和相机连接；从相机获得高分辨率的实时图像，并传输到FPGA中进行实时图像处理并输出。本文结合DS-21-02M30相机的基本功能，详细研究了Camera Link接口技术，并给出了相机和高速图像采集卡之间CameraLink接口设计，为正在研制的实时高速图像采集卡奠定了基础。

参考文献

1. Dalsa公司.Pantera SA 2M30 Camera User's Manual,2005-11-23.
2. Specifications of the Camera Link Interface Standard for Digital Camera and Frame Grabbers,2000.
3. 江瑛,黄天戍.采用CPLD的多路CCD相机图像信号合成器的设计与实现[J].电子技术,2004(10).
4. 郝伟,朱明.新型数字相机DS-21-01M60的原理及其硬件接口设计[J].电子技术应用,2007(2).
5. 刘光林,杨世洪,吴钦章,等.高分辨率全帧CCD相机电路系统的设计[J].中国科学院研究生院学报,24(3).

作者：昆明理工大学 李天文 赵磊 来源：《单片机与嵌入式系统应用》 2009（8）