[发明专利]基于SoCFPGA采集数据的传输方法

摘要

本发明公开了一种基于SoCFPGA采集数据的传输方法，基于Cyclone V SoC FPGA为核心芯片的板卡外接CCD线阵相机，将采集到的一行像素数据通过FPGA‑to‑HPS从FPGA内部RAM传输到HPS DDR3部分开辟的一块缓存空间，HPS通过FGPA提供的正在写的行信号提取最新传过来的一帧图像，再通过DMA将这一帧图像数据从开辟的缓存空间搬运到Linux内核空间，最后通过内核驱动程序将数据传到用户空间通过网络传输到上位机。本发明通过缓存和DMA传输机制可以实现数据的同步，并且能够解放CPU资源。

主权项

1.一种基于SoCFPGA采集数据的传输方法，其特征在于，利用独立出来的空间当作缓存，FPGA连续不断的向缓存中写一行像素数据，当写到结尾时，转向开头覆盖写新的一行数据，通过该缓存将多行数据组成一帧图像；通过mmap将Linux用户空间的一段内存映射到内核空间，利用DMA从缓存空间搬运一帧图像数据到该内核空间；该方法具体包括以下步骤：1)通过HPS部分Linux设置内核在开机时保留一块内存空间不被系统分配，用作FPGA与HPS之间传输数据的缓存；2)FPGA通过线阵相机拍摄匀速移动的物体采集到一行RGB像素；3)通过FPGA中相机缓存模块将相机时钟域转换到FPGA系统时钟域；4)在FPGA中图像上传模块，将24位RGB像素高位补零扩展成32位，并通过FGPA‑to‑HPS桥接连续将一行行像素数据传输Linux保留的内存中；5)通过HPS‑to‑FPGA桥接，ARM读取FPGA提供的当前在缓存中写数据的行信号，获取当前FPGA正在写数据的行数；6)启动DMA从缓存空间搬运一帧图像数据到内核空间，DMA的起始地址是当前FPGA写行信号所提供的行数减去一帧图像高度后的所在行起始位置；7)通过mmap内核驱动编程实现用户空间和内核空间共享DMA搬运来的一帧图像大小内存空间；8)在Linux用户空间通过socket编程将一帧图像数据通过以太网发送到上位机。