[实用新型]一种基于以太网传输的FPGA幸运成像装置

说明书

本实用新型涉及一种基于以太网传输的FPGA幸运成像装置，属于图像处理技术领域和电子系统技术领域。本实用新型包括上位机、FPGA芯片、以太网芯片、DDR3芯片、VGA接口、VGA显示器；上位机与以太网芯片连接，以太网芯片通过FPGA芯片中的FIFO模块与DDR3芯片连接，FPGA芯片通过VGA接口与VGA显示器连接。本实用新型用以太网来通信，提升传输速度提升了幸运成像技术的处理速度，相较于从内存设备中读取数据，速度提高了很多，设计合理，构思巧妙，实时性好。

技术领域

本实用新型涉及一种基于以太网传输的FPGA幸运成像装置，属于图像处理技术领域和电子系统技术领域。

背景技术

千兆以太网是1997年提出，1998年获得批准的局域网通信规范。发展到如今，千兆以太网已经获得极大的普及。虽然万兆以太网的技术也已经成熟，但是目前就普及度而言远远不如千兆以太网。本设计采用千兆以太网也是考虑到在很多天文CCD相机上配备的都是千兆以太网接口。此外，千兆以太网的高速和全双工的特性也非常符合本设计的要求。在FPGA上实现以太网的收发技术也已十分成熟，准确的说，以太网是FPGA数据传输的主要方式之一。而在以太网的各种通信协议中，本系统选用了速度快且控制简单的UDP协议。

幸运成像技术是为了解决大气噪声干扰而应运而生的一种事后处理技术。具体的是在一系列短曝光图像中选出少量高质量的图像，然后对这些图像进行配准和叠加的事后处理技术。通过这种技术处理出来的图像会更加清晰，方便观测，相较于使用天文望远镜来拍摄，费用低了很多。虽然幸运成像技术成本低，且可以得到高分辨率图像方便观测，然而传统的在PC上用MATLAB来实现幸运成像技术的方法在速度上有着很大的缺陷，且对PC配置要求很高。于是，人们纷纷开始寻求用别的方法来更快速的实现幸运成像技术。于是，就有人使用了FPGA来实现这一技术。但是，将数据保存在SD卡或者U盘等存储设备中进行处理的方式却还是没有解决实时处理的问题。且若是从SD卡中读取数据，速度极慢，整个读取加处理过程甚至比在PC上用MATLAB还要慢，且现在又出现了用GPU加速在PC上用MATLAB来实现幸运算法的技术，这就完全体现不出FPGA的速度优势了。因此，本装置采用以太网来提高传输速度。此外，无论是在PC上或是在FPGA上用SD卡来进行幸运成像处理都是事后处理，这种事后处理的缺陷是必须在对选定天文目标观测完成之后再对所得图像进行处理，且这就使得天文学家无法知道关于所拍摄图像的实时信息，以至于不能及时发现观测过程中可能出现的问题，并做出快速决策。因此，本课题采用以太网来传输数据也可以实现实时处理。若有需要，只需要将相机连接到本装置上，将拍摄到的图像直接发送给FPGA进行处理，即可以实现实时处理。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种基于以太网传输的FPGA幸运成像装置，用于解决现有的FPGA幸运成像系统图像数据来源传输速度过慢、且不能实时处理的问题；本实用新型用以太网来通信，提升传输速度，且实现实时处理。

本实用新型技术方案是：一种基于以太网传输的FPGA幸运成像装置，包括上位机、FPGA芯片、以太网芯片、DDR3芯片、VGA接口、VGA显示器；

所述上位机与以太网芯片连接，以太网芯片通过FPGA芯片中的FIFO模块与DDR3芯片连接，FPGA芯片通过VGA接口与VGA显示器连接；

所述上位机用于通过千兆以太网的UDP协议发送图像到以太网芯片；

所述以太网芯片用于接收上位机传送过来的图像数据后将数据通过FPGA芯片中的FIFO模块传给DDR3芯片；

所述DDR3芯片用于存储图像数据；

所述FPGA芯片用于读取DDR3芯片内的图像数据进行幸运成像处理，得到高分辨率图像通过VGA接口发送给VGA显示器进行显示，且通过以太网芯片回传给上位机。

所述上位机采用有千兆以太网收发功能的PC或者具有以太网接口的相机。