基于PCIE總線的圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計.pdf

1、航天相機是航天探測領域重要的遙感器，它分為航天偵察相機、航天測繪相機等多種類型，在民用、軍事等方面也有著相當廣泛的應用。在測試航天相機的性能時，需要將其產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)快速、可靠地傳輸?shù)接嬎銠C中，這對計算機的系統(tǒng)總線提出了較高要求。PCIE總線作為第三代系統(tǒng)總線，因其傳輸帶寬高、全新的點對點互連架構以及對PCI總線的高度兼容等優(yōu)點，在需要高速傳輸數(shù)據(jù)的場合得到越來越多的應用。因此，針對航天相機的性能測試問題，論文設計了一種基于PCIE總線

2、的圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
　　本傳輸系統(tǒng)以Altera Cyclone IV系列FPGA為控制核心，通過其內(nèi)部集成的IP核實現(xiàn)PCIE接口電路。外部LVDS圖像數(shù)據(jù)首先通過LVDS接口芯片轉換為單端信號，之后經(jīng)過隔離芯片傳入FPGA。為了實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的實時接收，在FPGA中例化兩個RAM對圖像數(shù)據(jù)進行緩沖，當滿足一定條件時，發(fā)出DMA操作請求，將數(shù)據(jù)以DMA方式高速傳輸?shù)接嬎銠C中，并通過上位機顯示圖像。
　　論文在詳細分析系統(tǒng)技

3、術要求的基礎上，設計并實現(xiàn)了滿足技術要求的基于PCIE總線的圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，對系統(tǒng)的組成、工作原理以及各主要模塊實現(xiàn)的功能進行了詳細闡述。
　　系統(tǒng)設計主要分為硬件電路設計與FPGA內(nèi)部邏輯設計。硬件電路設計主要包括LVDS接口電路設計、FPGA配置電路設計、供電電路設計和隔離電路設計。FPGA內(nèi)部邏輯設計主要完成兩個功能：一是緩沖外部圖像數(shù)據(jù)，主要通過FPGA內(nèi)部例化的兩個RAM的乒乓操作實現(xiàn)；二是實現(xiàn)PCIE接口電路，主要通