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板卡标识码 :05XC7Z020421
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12路Base Camera link 全景影像复合光纤传输设备

 

全景图像采集,Camera link视频采集传输,QSFP+光纤传输输出,CameraLink BASE输入,图像采集显示、视频采集传输

一、全景影像复合光纤传输设备概述

全景图像采集设备主要用于12路Base Camera link视频采集传输,通过QSFP+光纤传输输出,支持可见光和红外相机,支持户外工业级温度,长期工作。

二、全景影像复合光纤传输设备技术指标

1、12路CameraLink BASE输入接口,包含CC信号和Uart,SDR26连接器。Camera Link用于接收红外相机或者可见光相机视频,CC1用于外部触发可见光相机。

2、自动光圈控制接口12个,用于可见光相机控制。

3、12路独立的RS232或者RS422,用于红外相机配置;触发信号1个,LVCMOS 电平,连接器pin25。

4、可见光相机视频输入模式: 帧频:25f/s;像素:2048×2048×12bit;BASE(1次传2个像素,即24bit)

5、红外相机视频输入模式:帧频:25f/s;像素:640×512×10bit;BASE(1次传1个像素,即10bit)

6、与服务器互联,图像传输使用QSFP+光纤接口,1个,支持Aurora协议,GTX支持速度6.25Gbps或者10Gbps。

7、与服务器互联,控制指令使用SFP+接口,1个,支持千兆以太网网络协议,TCP/IP实现指令上传及状态下发;

8、板卡输入电源:电压+24V,1个2线连接器。

要求转换+12V,提供12个接口给可见光相机,提供12个接口给红外相机。

9、各连接器参考相机接口,互相配对使用,有防反插功能、抗震保护。

10、 板卡工作温度:-40℃~+85℃,满足一定的抗震要求。

11、板卡结构

内圆直径:260mm(在内圆布线和放置器件)

外圆直径:270mm

定位孔:6*φ5

三、全景影像复合光纤传输设备硬件

全景图像采集设备包括12路Camera link图像输入,设备的控制和管理,综合考虑采用Xilinx FPGA XC7Z020+XC7K325T 为主要芯片,芯片XC7K325T的FPGA逻辑资源实现图像的采集复用光纤发送,XC7Z020芯片实现设备的管理。

板卡包含12路Base Cameralink输入,12路可见光光圈控制输出,12路红外RS232接口,12路红外触发输出, 12路可见光和红外电源输出,1路QSFP+ 10Gbps光纤;ARM管理部分:1路UART串口,1个千兆网口出光口(用于管理)和电口(备份),1路USB。板载包含ARM部分的32bit 1GB DDR3、QSPI Flash 、SD卡、Emmc程序存储,板卡原理框图如下:  

 

 

四、全景影像复合光纤传输设备软件功能

1. 完成1~12路相机(可见光/红外)图像的同步采集;

2. 根据上位机的命令,完成1~12路可见光相机自动光圈的驱动;

3. 在采集红外相机图像时,要始终检测红外相机挡光板的状态;

4. 根据上位机的指令,通过RS232完成1~12路红外相机的控制,如帧频,设置,电子变焦等;

5. 可见光/红外图像数据通过QSFP+接口,通过单模光纤发送给PCIe板卡;

6. 上位机发送的可将光/红外相机控制命令,通过SFP+光模块接收;

7. 12路相机的图像拼接。

Camera link 使用DS90CR286芯片,实现差分信号并行化,获得,行、场数据。一个节拍2X12bit形成2个16bit的视频数据序列,然后数据进行一个乒乓 RAM,对12个相机的每个行按照固定顺序进行拼接,再通过Aurora IP输出。

  数据的行消隐区和场消隐区都去除,这样,会导致光纤卡怎么判断的场起始的问题。 可以在场头替换一部分数据比如0x55AA55AA 替换场开始的数据。

 

 

 

 

 

TLP包通过Aurora 4X IP,通过4XGTX、QSFP+ 以40Gbps的带宽发出。

五、相机管理控制软件开发

相机管理包括红外的和可见光相机CC触发、可调光圈、RS232、快门信号等,还有红外相机挡光板状态。板卡状态信息、温度信息和电压信息等。

 

ARM裸跑程序,通过千兆光纤以太网和上位机PC交互,通过TCP/IP协议,实现相机信息的交互。

板卡信息,包括system monitor的电压、温度信息。视频流的状态信息,可以PL端获取分辨率、帧率信息。

可见光主要包括Camera link 口的CC触发,Uart和 可见光自动调节接口;

红外相机包括:外部同步触发,RS232相机配置(包括挡光板);

 由于红外相机和可见光相机不同时使用,而且要么全部为可见光相机,要么全部为红外相机,所以有些接口 可以复用。

六、全景图像采集设备测试说明

全景图像采集设备开发完成,需要对板卡功能、性能进行测试。配合公司PCIe的QSFP+光纤采集卡,实现图像的采集显示;使用光纤千兆网卡,实现对板卡的配置管理。

 

  测试开发2个PC软件,完成服务器的图像数据获取,并能在PC上显示,具有参考管理软件对采集板进行管理和配置。