【摘 要】
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在生物医学成像及计算机视觉领域中,相机数据采集与传输是一项非常重要的工作。本文针对大视场与高分辨率的矛盾及数据传输速率慢问题,提出了一种基于可扩展控制器接口（x HCI）实现相机多通道成像及PCIe数据传输的方法,设计并实现了采用FPGA的PCIe IP核与外围可扩展主机控制器（x HC）及USB3.0相机图像采集与数据处理的方案。现场可编程逻辑门阵列（FPGA）因其可并行处理图像数据的特性,可应
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在生物医学成像及计算机视觉领域中,相机数据采集与传输是一项非常重要的工作。本文针对大视场与高分辨率的矛盾及数据传输速率慢问题,提出了一种基于可扩展控制器接口（x HCI）实现相机多通道成像及PCIe数据传输的方法,设计并实现了采用FPGA的PCIe IP核与外围可扩展主机控制器（x HC）及USB3.0相机图像采集与数据处理的方案。现场可编程逻辑门阵列（FPGA）因其可并行处理图像数据的特性,可应用于多通道相机数据的采集;并且基于FPGA开发嵌入式USB3.0相机采集系统,有较好的便携性和实用性。主要研究工作包括:针对USB3.0相机采集的问题,利用可扩展主机控制器接口（x HCI）将USB3.0相机的图像数据通过PCIe总线实现与FPGA的数据交互,设计并实现了一种新的图像采集系统,完成了基于FPGA的PCIe IP核与可扩展主机控制器接口的数据传输设计。针对于视频数据的传输,本文遵循USB3.0协议规范,完成USB3.0框架下对外接USB设备的配置,并通过PCIe总线将视频流数据遵循USB Video Class（UVC）协议规范进行传输,最后由FPGA将视频数据保存在SATA硬盘中。完成了整体数据传输通道。本文最后利用XILINX开发平台中Chipscope在线测试工具和Bus Hound网络抓包工具,基于硬件平台对本文设计的USB3.0相机数据采集与处理系统的整体功能进行验证,对其中主要模块功能进行了功能仿真与验证结果。
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