[发明专利]一种高速成像与传输系统

权利要求书

1.一种高速成像与传输系统，其特征在于，包括：镜头，图像传感器，第一时钟模块，第一可编程控制器，光纤传输模块，第二时钟模块和第二可编程控制器；

其中，所述图像传感器的第一端与所述镜头连接，所述图像传感器的第二端与所述第一可编程控制器的第一端连接，所述第一可编程控制器的第二端与所述光纤传输模块的第一端连接，所述第二时钟模块分别与所述图像传感器和所述第一可编程控制器连接，所述第一可编程控制器利用所述第一时钟模块对所述图像传感器进行时序控制、并将所述图像传感器采集的图像数据转换为与所述光纤传输模块匹配的图像数据；

所述第二可编程控制器的第一端与所述光纤传输模块的第二端连接，所述第二可编程控制器的第二端与上位机的接收端连接，所述第二时钟模块与所述第二可编程控制器连接，所述第二可编程控制器用于将接收到的图像数据转换为与所述上位机的接收端匹配的数据；

所述第一可编程控制器和所述第二可编程控制器均具体为FPGA；

所述图像传感器具体为LUX13HS；

相应的，所述光纤传输模块具体包括与所述第一可编程控制器的第二端连接的第一四通道光模块，与所述第二可编程控制器的第一端连接的第二四通道光模块以及设于所述第一四通道光模块和所述第二四通道光模块之间的光纤；

所述第一可编程控制器和所述第二可编程控制器均具体为支持四通道、每通道25Gbs带宽的可编程控制器；

所述第一可编程控制器将所述图像传感器采集的图像数据转换为与所述光纤传输模块匹配的图像数据，具体为：

所述第一可编程控制器将自所述图像传感器接收的80路串行差分数据转换为80路并行数据；将所述80路并行数据进行重新排列组合处理，得到处理后的图像数据；将所述处理后的图像数据进行同步处理后得到与支持四通道传输的传输接口对应的同步数据；将所述同步数据通过所述传输接口传输；

所述第二可编程控制器将接收到的图像数据转换为与所述上位机的接收端匹配的数据，具体为：

所述第二可编程控制器将接收到的图像数据进行预处理后，得到预处理后的图像数据，并将所述预处理后的图像数据转换为PCIe数据后发送至所述上位机；所述预处理具体为采用固定噪声校正算法进行处理；

所述第一时钟模块具体包括：第一处理器、第一锁相环芯片、第一晶振和第二晶振；其中，所述第一处理器的时钟输入端与所述第一晶振连接，所述第一处理器通过I2C总线与所述第一锁相环芯片连接，所述第一锁相环芯片的时钟输入端与所述第二晶振连接，所述第一锁相环芯片的第一时钟输出端与所述图像传感器的时钟输入端连接，所述第一锁相环芯片的第二时钟输出端与所述第一可编程控制器的时钟输入端连接；所述第一处理器用于在上电后配置所述第一锁相环芯片输出的时钟信号；

所述第二时钟模块具体包括：第三晶振、第二锁相环芯片和第二处理器；其中，所述第二处理器通过I2C总线与所述第二锁相环芯片连接，所述第二锁相环芯片的时钟输入端与所述第三晶振连接，所述第二锁相环芯片的时钟输出端与所述第二可编程控制器的时钟输入端连接；所述第二处理器用于配置所述第二锁相环芯片输出的时钟信号；

所述第二可编程控制器还用于接收所述上位机发送的图像参数，并将所述图像参数发送至所述第一可编程控制器；相应的，所述第一可编程控制器还用于根据所述图像参数调整所述图像传感器采集图像数据的控制参数；

还包括：接线端子、第三处理器、第一电平转换芯片、第一可配置电源芯片和第二可配置电源芯片；其中，所述接线端子的输入端连接外部变压器的输出电源，所述接线端子的输出端分别与所述第一电平转换芯片的电源输入端、所述第一可配置电源芯片的电源输入端以及所述第二可配置电源芯片的电源输入端连接；所述第一可配置电源芯片的控制端通过I2C总线与所述第一可编程控制器连接，所述第一可配置电源芯片的电源输出端与所述第一可编程控制器的可配置电源输入端连接；所述第一可配置电源芯片还用于配置所述第一可配置电源芯片的输出电压；所述第一电平转换芯片包括：电源输出端与所述第一可编程控制器的固定电源输入端连接的电平转换芯片、电源输出端与所述第三处理器的电源输入端连接的电平转换芯片以及输出端与所述图像传感器的固定电源输入端连接的电平转换芯片；所述第三处理器通过I2C总线与所述第二可配置电源芯片的控制端连接，所述第二可配置电源芯片的电源输出端与所述图像传感器的可配置电源输入端连接，所述第三处理器用于配置所述第二可配置电源芯片的输出电压；

还包括：第三可配置电源芯片和第二电平转换芯片；其中，所述第三可配置电源芯片的电源输入端和所述第二电平转换芯片的电源输入端均与所述上位机的PCIe主机接口连接，所述第三可配置电源芯片的控制端通过I2C总线与所述第二可编程控制器连接，所述第三可配置电源芯片的电源输出端与所述第二可编程控制器的可配置电源输入端连接，所述第二电平转换芯片的电源输出端与所述第二可编程控制器的固定电源输入端连接。