本文主要探讨了硬件结构在Web性能实践中的应用,特别是FPGA在图像信号源中的设计和实现。文章介绍了两种图像数据记录装置的性能检测方法,并选择了基于FPGA与Camera Link接口器件DS90CR285的方案,以实现图像信号的高效传输。
在设计方案中,FPGA被选为主模块,因为它具有现场可编程的灵活性,能够简化硬件电路设计。DS90CR285用于将28位CMOS/TTL电平数据和像素时钟信号转换为LVDS信号,增强传输距离和信号精度。该方案利用FPGA内部模块产生图像数据、像素时钟信号和视频同步信号,通过DS90CR285转化为LVDS信号进行差分传输,有效提高了传输效率和信号质量。
硬件结构方面,图像信号源的核心是Xilinx公司的Spartan-Ⅱ系列FPGA XC2S50,它负责系统时序、图像数据的生成以及相应信号的产生。外围电路包括晶体振荡器、DS90CR285电平转换器件和输入输出接口。晶体振荡器提供时钟信号,FPGA根据Camera Link协议生成传输时序,信号经过DS90CR285转换后通过双绞线进行差分传输,以减少耦合干扰。
在FPGA程序设计中,使用VHDL硬件描述语言,系统时钟为125 MHz,像素时钟信号为21 MHz,图像格式为640×480,帧频为53 Hz。行同步信号LVAL和帧同步信号FVAL由像素时钟信号计数产生,满足设计要求。代码示例展示了如何生成行同步、帧同步信号和图像数据。
CameraLink接口是一种高速图像传输标准,源自National Semiconductor的ChannelLink技术,它可以实现高达4.8 Gb/s的数据传输速度。接口使用LVDS技术,通过5对线完成28位数据同步传输,支持不同配置,包括基本、中阶和完整配置,以适应不同应用场景的需求。帧同步信号FVAL和行同步信号LVAL用于标记图像数据的有效帧和行。
本文详细阐述了基于FPGA的图像信号源设计,包括其硬件结构、FPGA程序设计以及CameraLink接口的工作原理,这些都是在高精度图像传输领域中提升系统性能的关键技术。