利用同步從機SLAVEFIFO方式進行圖像採集的裝置及方法與流程

2023-07-04 14:47:21 1

本發明涉及圖像信息處理領域，尤其涉及一種利用同步從機SLAVEFIFO方式進行圖像採集的裝置及方法。

背景技術：

現在智慧型手機上的圖像採集裝置的像素越來越高，因此在攝像頭等圖像採集產品測試時，用到的測試裝置傳輸圖像數據的速率要求更高。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種能高速傳輸圖像數據的利用同步從機SLAVEFIFO方式進行圖像採集的裝置。

本發明的另一目的在於提供一種利用同步從機SLAVEFIFO方式進行圖像採集的方法。

為了實現上述的目的，本發明採用了以下的技術方案：

利用同步從機SLAVEFIFO方式進行圖像採集的裝置，包括圖像採集傳感器、FPGA、USB接口模塊和上位機，USB接口模塊包括CY3014晶片，USB接口模塊與上位機之間通過USB3.0協議雙向通信；USB接口模塊與FPGA之間雙向連接並通過I2C協議通信；FPGA與圖像採集傳感器之間雙向連接並通過MIPI通信，FPGA將從圖像採集傳感器接收到的圖像數據進行處理並存儲到DDR3中；USB接口模塊包括通過GPIF通信的EP埠，FPGA將圖像數據通過同步從機SLAVEFIFO的方式傳遞到EP埠，上位機接收EP埠的數據並顯示。

作為優選，上位機與EP埠間通過FX3連接。FX3的功能在於：一是對FPGA3進行命令控制；二是將圖像數據通過同步從機SLAVEFIFO方式傳遞給上位機。

利用同步從機SLAVEFIFO方式進行圖像採集的方法，包括以下步驟：1)上位機將初始化參數通過USB接口模塊傳輸給圖像採集傳感器；2)USB接口模塊中的USB晶片接收到上位機初始化參數後，使用I2C協議將初始化參數傳輸給FPGA；3)FPGA對接收的初始化參數進行預處理，並將初始化參數發送給圖像採集傳感器；4)圖像採集傳感器採集圖像數據並通過MIPI協議將圖像數據發送到FPGA；5)FPGA利用MIPI核對採集到的圖像信息進行數據處理拼接並存儲到DDR3中；6)FPGA通過同步從機slavefifo方式傳遞數據給EP埠；7)上位機接收EP埠傳輸的圖像數據並顯示。

作為優選，步驟1)中的初始化參數包括採樣圖像尺寸和啟動指令。

作為優選，步驟4)中圖像採集傳感器2與FPGA3之間通過並口或串口傳遞數據。

作為優選，步驟6)中的同步從機slavefifo可以選擇8位、16位、24位或32位的數據傳輸方式。

本發明通過同步從機slavefifo方式配合USB3.0傳輸數據，同步從機slavefifo方式能達到3GB/S的速度，比USB2.0(480MB/S)的傳輸速度增加了7倍左右；同步從機slavefifo數據傳輸過程中，數據通過DMA通道進行傳輸，大大節約了USB3.0的處理速度。

附圖說明

圖1為本發明中圖像採集裝置的結構示意圖。

圖2為本發明中圖像採集流程。

具體實施方式

下面結合附圖對本專利的優選實施方案作進一步詳細的說明。

本發明中提到的FPGA指的是現場可編程門陣列，它是作為專用集成電路領域中的一種半定製電路而出現的，既解決了定製電路的不足，又克制了原有可編程器件門電路數有限的缺點。GPIF指的是通用可編程接口，具有快速靈活的特點，可使用多種協議完成與外圍器件的無縫連接。MIPI指的是移動產業處理器接口聯盟，是MIPI聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標準和一個規範。同步從機SLAVEFIFO指的是同步從設備FIFO接口，該接口是應用於外部器件連接至EZ-USB FX3存取FX3FIFO，可實現與FX3FIFO之間的數據讀寫操作。

如圖1所示的利用同步從機SLAVEFIFO方式進行圖像採集的裝置，包括圖像採集傳感器2、FPGA3、USB接口模塊4和上位機1。USB接口模塊4包括CY3014晶片，USB接口模塊4與上位機支架通過USB3.0協議雙向通信；USB接口模塊4與FPGA3之間雙向連接並通過I2C協議通信；FPGA3與圖像採集傳感器2之間雙向連接並通過MIPI通信，FPGA3將從圖像採集傳感器2接收到的圖像數據進行處理並存儲到DDR3中。USB接口模塊4包括通過GPIF與上位機1通信的EP埠5，FPGA3將圖像數據通過同步從機SLAVEFIFO的方式傳遞到EP埠5，上位機1接收EP埠5的數據並顯示。

如圖2所示，上述指紋採集工裝通過下述步驟實現圖像採集：1)上位機1將初始化參數通過USB接口模塊4傳輸給圖像採集傳感器2，所述初始化參數包括採樣圖像尺寸和啟動指令；2)USB接口模塊4中的USB晶片接收到上位機1初始化參數後，使用I2C協議將初始化參數傳輸給FPGA3；3)FPGA3對接收的初始化參數進行預處理，並將初始化參數發送給圖像採集傳感器2；4)圖像採集傳感器2採集圖像數據並通過MIPI協議將圖像數據發送到FPGA3；5)FPGA3利用MIPI核對採集到的圖像信息進行數據處理拼接並存儲到DDR3中；6)FPGA3通過同步從機slavefifo方式傳遞數據給EP埠5；7)上位機1接收EP埠5傳輸的圖像數據並顯示。

步驟4)中圖像採集傳感器2與FPGA3之間通過並口或串口傳遞數據。

步驟6)中採用同步從機slavefifo方式傳遞數據時，通過FX3連接上位機與EP埠。所述FX3為USB3.0外設控制器。FX3的功能在於：一是對FPGA3進行命令控制；二是將圖像數據通過同步從機SLAVEFIFO方式傳遞給上位機。

步驟7)中的上位機用於對圖像進行算法處理並顯示，方便用戶判斷採集到的圖像的好壞進而判斷圖像採集傳感器的好壞。

本發明通過同步從機slavefifo方式配合USB3.0傳輸數據，同步從機slavefifo方式能達到3GB/S的速度，比USB2.0(480MB/S)的傳輸速度增加了7倍左右；同步從機slavefifo數據傳輸過程中，數據通過DMA通道進行傳輸，大大節約了USB3.0的處理速度。並且同步從機slavefifo可以選擇8位、16位、24位或32位的數據傳輸方式。