1.總體設計方案概述

系統分為4個模塊，圖像采集模塊使用1394接口，采集卡保存圖像數據，壓縮圖片；圖像處理模塊中，DM8168開發板嵌入Qt界面，通過電平轉換芯片將信號傳給FPGA，數模轉換芯片與VGA接口相連直接輸出采集的圖像；圖像傳輸模塊中，通過Cammera link線將圖像傳給PC機；圖像緩存模塊使用二級緩存，有助于圖像處理。

主要硬件&芯片列表

名稱用途

東芝1/3型640Hx480V像素火龍CCD相機CSFV90BC3-B	將圖像轉換成電信號
西霸FG-EFWB-V1T-003BI-1-BC01型板卡	PCIE采集卡
DM8168 開發板	通過Qt給圖像嵌入界面
LM 7805	將+12V轉為+5V
AMS1117-3.3	+5V轉為+3.3V
SP3232ECA	電壓轉換芯片
DS90CR287MTD	電平轉換芯片，將從FPGA發送來TTL信號轉換成4路串行差分LVDS信號和1路串行差分LVDS 時鐘周期信號
ADV7123KST140	圖像輸出模塊的數模轉換芯片，與VGA接口相連直接輸出采集的圖像
DS90LV019TM	電平轉換芯片，與串口MAX3232 相連的差分信號驅動器，一個具有差分發送和差分接收功能的轉換芯片實現LVDS信號和TTL信號之間的相互轉換
LM2596-5.0	五端穩壓集成模塊
AMS1117-3.3	降壓模塊
SPX3819-1.2	降壓模塊
MAX3232ESE	串口電壓轉換
EP4CE15F256	FPGA芯片
M25P64	串行FLASH，FPGA程序下載的配置芯片
AM29LV160	并行 FLASH，配置芯片
K4S641632K-UC60	SDRAM芯片
IS61LV25616	SRAM芯片

2.火龍相機參數

指標參數

型號	CSFV90BC3-B
外形尺寸	44×29×44mm/(不含突起部)
圖像分辨率	VGA-640(H)×480(V)
幀速	90 fps
最大幀速	190 fps
接口	IEEE Std 1394b-2002
靶面尺寸	4.88mm×3.66mm(1/3type)
正方像素尺寸	7.4μm×7.4μm
電源	DC8V ~ 30 V IEEE1394 電纜供電
協議	IIDC 1394-based digital camera specification

3.1394b-PCIE卡

擴展3個1394b 外部接口和1個1394a 共享對內接口,正好可以通過線纜與火龍相機連接，此采集卡支持即插即用，且兼容的IEEE 1394～1995 任何一種形式的高性能串行總線，兼容符合IEEE 1394a-2000 標準，支持800/400/ 200/ 100mbps數據傳輸率。

西霸 FG-EFWB-V1T-003BI-1-BC01 型板卡

4.主板

DM8168 開發板以Ti TMS320DM8168 Davinci數字媒體處理器為核心，并將ARM、CPU、DSP內核、視頻及音頻協處理器、3D圖形加速引擎進行集成并與外設組裝，做到小型化實用化。
DM816 開發板的硬件配置如下：

• 采用 TI TM320DM8168 DaVinci 數字媒體處理器
• 1GB DDR3 DRAM；256MB NAND flash
• 4 路音頻/復合標清視頻輸入
• HDMI、YCbCr和復合視頻輸出
• 1個UART 接口
• 1個USB2.0 高速/全速客戶機接口
• 1個SATA 硬盤接口
• 支持立體聲輸入/輸出
• 10/100/1000Mbps 以太網 MAC(EMAC)
• 可配置的 boot-load 選擇
• 4個用戶指示燈，4個用戶撥碼開關
• 子板擴展接口
• 20PIN TI JTAG 仿真接口
• 單一+12V 電源輸入，電流消耗：1A
• 尺寸：150mm x 110mm
• 工作溫度：0-70 攝氏度，可選支持擴展溫度-45 – 80攝氏度

5.電源轉接板

6.底板

底板主要功能是通過電平、電壓轉換芯片為核心板提供合適的信號及電壓。其中包括圖像輸出模塊的電平轉換芯片DS90CR287MTD，它和 26-pin的MDR相連經Camera Link線輸出采集的視頻，另外一個就是數模轉換器ADV7123KST140，它與VGA接口相連直接輸出采集的圖像。還有與串口MAX3232 相連的差分信號驅動器DS90LV019TM，剩下的一個是五端穩壓集成模塊LM2596-5.0。
（1）串口通訊模塊
由于底板要和PC機進行通訊，這需要選用一個具有差分發送和差分接收功能的轉換 芯片實現LVDS信號和TTL信號之間的相互轉換，本設計中采用的是DS90LV019TM電平轉換芯片。
常用的串口電路芯片有 MAX232 和 MAX3232，MAX232 的供電電壓是5.0V，MAX3232 的供電電壓是 3.3V，由于系統中所用的芯片的供電電壓大多是 3.3V，所以選用 MAX3232 芯片更合適，這樣就使得布線時電源層更容易。設計中選用了美信公司的MAX3232ESE。
（2）穩壓模塊
五端穩壓集成模塊 LM2596-5.0
（3）圖像輸出模塊
兩種圖像輸出接口，一種是通過VGA口直接在液晶顯示屏上顯示采集的圖像，另一種是通過26-pin的MDR經Camera Link線與PC機相連來輸出圖像。
1） VGA 口輸出圖像
選擇了 ADV7123KST140 作為我們的圖像輸出模塊的數模轉換芯片。、
2)）Camera Link口輸出圖像
通過Camera Link線輸出經核心板FPGA處理過的圖像，需要考慮到電平的變化，要將 TTL信號轉化成低電壓差分信號(LVDS)輸出到PC機上再顯示圖像。

7.Cyclone IV核發板

圖中1為FPGA芯片EP4CE15F256，2為SDRAM芯片K4S561632K-UC70，3為SRAM芯片IS61LV25616，4為串行FLASH 芯片M25P64，5為并行FLASH芯片AM29LV160，6為 2.0mm(22*2)排座，7為50M雙晶振

1）FPGA芯片的選擇
系統設計最后選擇的型號是 EP4CE15F256，其物理尺寸為 17mm×17mm，1.0mm間距，具有 15408個LEs邏輯單元，56個M9K RAM存儲塊，同時4個PLL，8個用戶I/O塊共343個最大I/O引腳接口165個可用接口和53個LVDS接口。
2）FPGA 配置芯片的選擇
選用了M25P64 芯片作為FPGA程序下載的配置芯片，該存儲器有16M字節，且帶有先進的寫保護機制和高速SPI總線訪問。
3）圖像緩存模塊
選用了三星公司的一款SDRAM，其具體的型號為K4S641632K-UC60，封裝形式為54 引腳的TSOP封裝。
選用ISSI公司的SRAM芯片IS61LV25616。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的论文：基于1394b接口的车载嵌入式图像实时采集与显示系统设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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