[发明专利]一种高速数据采集卡及数据采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集系统及方法。

背景技术

高分辨率成像技术的发展要求高效的图像采集及存储系统。随着高分辨率成像技术的发展，对高效可靠的图像采集及存储系统的需要更加迫切。目前，高分辨率成像仪的空间分辨率、时间分辨率都大大提高。普通图像采集及存储系统的吞吐量严重不足，不能满足高分辨率图像数据的实时采集和存储要求。若不能很好的解决该类数据传输及存储的问题，将严重阻碍高分辨率成像技术的发展。因此，设计一种高效的实时图像数据采集卡及数据采集方法，实现对高分辨率成像仪数据的高速采集，可以为高分辨率成像技术提供有利的技术支持。

发明内容

本发明目的是提供一种高速数据采集卡及数据采集方法，其解决了现有图像采集系统及方法不能满足高分辨率图像数据的实时采集技术问题。

本发明的技术解决方案：

一种高速数据采集卡，其特殊之处在于：

所述数据采集卡包括接口单元、缓存单元、数据发送单元和控制单元；

所述接口单元与成像仪相连接，可将LVDS信号转换为TTL电平信号；

所述缓存单元包括输入端缓存器、高速缓存模块、输出端缓存器；所述输入端缓存器的输入端与接口单元连接，其输出端与高速缓存模块连接；所述输出端缓存器的输入端与高速缓存模块连接；所述高速缓存模块分为多个缓存块；

所述数据发送单元包括PCI接口、PCI/PCI-E桥接器；所述输出端缓存器的输出端通过PCI接口与PCI/PCI-E桥接器连接；所述PCI/PCI-E桥接器用于实现PCI接口与PCI-E接口的转换；

所述控制单元用于实现采集卡数据缓存控制。

上述接口单元包括四路数据接口通道，所述数据采集卡还包括设置在接口单元和缓存单元间的数据整合单元，所述数据整合单元用于实现四路数据的拼接和打包。

上述PCI-E接口采用PCI-E×4接口形式。

上述输入端缓存器为高速同步先进先出缓存器，所述高速缓存模块为高速缓存SDRAM，所述输出端缓存器为高速同步先进先出缓存器。

一种基于上述高速数据采集卡的数据采集方法，其包括以下步骤：

步骤1]连接成像仪、采集卡和计算机；

步骤2]将高速缓存模块的存储空间分为n个缓存块，记为A0～A(n-1)，且任意时刻指定的写缓存块和读缓存块地址不同；设定输入端缓存器的最大输入缓存阈值和最小输入缓存阈值，设定输出端缓存器的输出缓存阈值；将计算机内存分为m个缓存块，记为B0～B(m-1)，且任意时刻指定的写缓存块和读缓存块地址不同；

步骤3]控制单元控制采集卡进行数据采集；

步骤4]关闭图像采集功能；

其中：

步骤3]中的控制单元采用如下步骤进行数据采集：

步骤310]控制单元判断输入端缓存器状态是否大于最大输入缓存阈值；

步骤311]

若输入端缓存器状态大于最大输入缓存阈值，则控制单元判断指定的写缓存块是否为可写；

若该写缓冲块可写，则将指定大小的数据从输入端缓存器写入该缓存块，然后返回步骤310]；

若该写缓冲块不可写，则判断输出端缓存器状态是否大于输出缓存阈值；

若输出端缓存器状态小于输出缓存阈值，则控制单元判断指定的读缓存块是否为可读；

若该读缓冲块可读，则将指定大小的数据从该缓存块读入输出端缓存器，然后返回步骤310]；

若该读缓冲块不可读，则返回步骤310]；

若输出端缓存器状态大于输出缓存阈值，则返回步骤310]；

若输入端缓存器状态小于最大输入缓存阈值，则判断输出端缓存器状态是否小于输出缓存阈值；

若输出端缓存器状态小于输出缓存阈值，则控制单元判断指定的读缓存块是否为可读；

若该读缓存块可读，则将指定大小的数据从该缓存块读入输出端缓存器，然后返回步骤310]；

若该读缓存块不可读，则判断输入端缓存器状态是否大于最小输入缓存阈值；

若输入端缓存器状态大于最小输入缓存阈值，则控制单元判断指定的写缓存块是否为可写；

若该写缓冲块可写，则将指定大小的数据从输入端缓存器写入该缓存块，然后返回步骤310]；

若该写缓冲块不可写，则返回步骤310]；

若输入端缓存器状态小于最小输入缓存阈值，则返回步骤310]；

若输出端缓存器状态大于输出缓存阈值，则判断输入端缓存器状态是否大于最小输入缓存阈值；