专利名称：高速印花机图像数据旋转处理系统及方法
技术领域：
本发明涉及数码印花领域和嵌入式系统设计领域，具体涉及一种高速印花机图像
数据旋转处理系统及方法。
背景技术：
随着数码印花机的飞速发展，数码印花产业的快速增长，对数码印花的速度有了
更高的要求，需要有更快的数据处理能力的系统来实现数码印花机的数据处理。 针对数码印花机的自定义接口及高速数据传输的要求，需要有专用的系统作为数
码印花机的数据处理。相对与通用计算机对于数码印花机的数据处理，特别是要求数据按
bit的旋转，通用计算机的处理速度远远无法达到印花机的要求，所以通过由专用系统来实
现数据的高速旋转来提高印花机的工作效率。
发明内容
本发明针对数码印花机特定并行接口和高速数据处理的要求，提供了实现高速印 花机图像数据旋转处理系统，来满足数码印花机高速打印的需求。
—种高速印花机图像数据旋转处理系统，包括
数据接收设备，用于接收需要处理的原始数据； 数据解析设备，连接数据接收设备，用于将数据接收设备接收到的数据进行解析， 获取有效数据； 数据传输通道，连接数据解析设备，用于将解析后有效数据高速传输到数据处理 设备； 数据处理设备，连接数据传输通道，用于将数据解析设备解析后获取的有效数据 按要求进行处理； 数据输出设备，连接数据处理设备，用于将数据处理设备处理后的数据进行输出。
所述的数据接收设备为嵌入式处理器外扩千兆以太网接口。 所述的数据解析设备为嵌入式处理器和嵌入式处理器外扩的四片DDR2存储芯 片；数据解析设备中的嵌入式处理器与数据接收设备中的嵌入式处理器可以是同一个也可 以分别设置的。所述的数据处理设备为FPGA及FPGA外扩的六片DDR2存储芯片。 所述的数据传输通道为嵌入式处理器的R即idIO控制器和与其互联的FPGA的
RapidIO控制器。 所述的数据输出设备为FPGA及两块由FPGA实现的接口单板；FPGA将数据通过IO 米的传输线输送至接口单板，然后由接口单板实现数据的并行输出； 数据处理设备中的FPGA与数据输出设备中的FPGA可以是同一个也可以分别设置 的，但是和接口单板中的FPGA不同。 本发明还提供了一种高速印花机数据处理方法，包括以下步骤
步骤A，由数据接收设备通过千兆以太网接口获得解析前数据； 步骤B，由数据解析设备的嵌入式处理器将由千兆以太网接口获得的数据(以数 据块的形式)，进行解压，按协议分析数据块的文件头，提取有效数据，然后通过数据传输通 道送至数据处理设备； 步骤C，由数据处理设备经由数据传输通道获取的有效数据按要求进行数据处理， 在数据处理设备中，配备三个旋转处理模块和三个数据缓存模块，实现并行处理，提高数据 处理的吞吐量，实现高速处理； 本步骤中所述的按要求进行数据处理，一般包括了如下几种情况 a)不作任何处理，而直接输出； b)对数据进行旋转，包括左旋转或右旋转。 具体作何种处理需要根据数据块的文件头中的信息来确定。 步骤D，由数据输出设备将数据处理设备处理后的数据按16位并行输出，通过10 米左右数据传输后，再由两块接口单板将数据处理后分别实现64位的并行输出，共128位 的并行输出； 采用通用计算机来完成图像数据的处理，对于一个200MByte大小的数据，需要15 分钟的处理时间，采用本发明处理系统和处理方法，需要io秒的处理时间，可以明显看出， 本发明处理系统和处理方法可以实现数据的高速处理，采用三个模块的并行处理模式，数 据处理速度可以实现60Mbyte/s的平均处理速度。
图1为本发明处理系统的结构示意框图；
图2为本发明处理方法的流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明处理系统包括 数据接收设备IIO，用于接收需要处理的原始数据，该原始数据是以数据块的形
式，每个数据块对应数码印花机的一个待打印的扫描行(现有数码印花技术中，根据打印
机的喷头个数将完整的图像分割成若干个扫描行)，由工业计算机发送； 数据解析设备120，用于将数据接收设备110接收到的数据进行解析，获取有效数
据； 数据传输通道130，用于将解析后有效数据高速传输到数据处理设备140 ; 数据处理设备140，用于将数据解析设备120解析后获取的有效数据按要求进行
处理； 数据输出设备150，用于将数据处理设备140处理后的数据进行输出。
利用本发明处理系统，进行高速印花机图像数据旋转处理时，步骤如下
由嵌入式处理器外扩千兆以太网接口来接收数据； 由嵌入数处理器和嵌入式处理器外扩的四片DDR2存储芯片来实现数据的缓存和 解析； 由嵌入式处理器的R即idIO控制器和FPGA的R即idIO控制器互联实现嵌入式处理器和FPGA之间的高速数据传输； 由FPGA及FPGA外扩的六片DDR2存储芯片来实现数据的处理，包括数据的缓存和 六片DDR2存储芯片并行工作； 由FPGA及两块由FPGA实现的接口单板来实现将主板数据通过10米的传输线输 送至接口单板，然后由接口单板实现数据的并行输出； 如图2所示，本发明处理方法中首先，由数据接收设备110通过千兆以太网接口获 得原始数据(数码印花机的待打印图象数据)； 然后，由数据解析设备120的嵌入式处理器将由千兆以太网接口获得的数据进行 解压，按协议分析数据块的文件头，提取有效数据，然后通过数据传输通道130送至数据处 理设备140 ; 其次，由数据处理设备140经由数据传输通道130获取的有效数据按要求进行数 据旋转处理，在数据处理设备140中，配备三个旋转处理模块和三个数据缓存模块，实现并 行处理，提高数据处理的吞吐量，实现高速处理； 最后，由数据输出设备150将数据处理设备140处理后的数据按16位并行输出，
通过10米左右数据传输后，再由两块接口单板将数据处理后分别实现64位的并行输出，共
128位的并行输出，输出到数码印花机的喷头，将待打印图象打印在载体上。 其中在数据处理设备处，同时配备有三个旋转处理模块和三个数据缓存模块，三
个旋转处理模块和三个数据缓存模块分别对应于FPGA内部三个独立的旋转功能块和三个
DDR2控制器以及与三个DDR2控制器对应的六片DDR2存储芯片，每个控制器对应两片DDR2
存储芯片，可以实现数据流水线的操作，即在数据处理阶段包含数据的写入，数据的旋转和
数据的读出三个步骤，三个设备模块分别对应三个步骤之一，这样的处理可以提高数据处
理的吞吐量，实现高速数据处理； 通过以上步骤的连续执行，可以实现数据的高速连续处理，数据处理速度可以实 现60Mbyte/s的平均处理速度。
权利要求
一种高速印花机图像数据旋转处理系统，其特征在于，包括数据接收设备(110)，用于接收需要处理的原始数据；数据解析设备(120)，连接数据接收设备(110)，用于将数据接收设备(110)接收到的数据进行解析，获取有效数据；数据传输通道(130)，连接数据解析设备(120)，用于将解析后有效数据高速传输到数据处理设备(140)；数据处理设备(140)，连接数据传输通道(130)，用于将数据解析设备(120)解析后获取的有效数据按要求进行处理；数据输出设备(150)，连接数据处理设备(140)，用于将数据处理设备(140)处理后的数据进行输出。
2. 如权利要求1所述的高速印花机图像数据旋转处理系统，其特征在于所述的数据 接收设备(110)为嵌入式处理器外扩千兆以太网接口。
3. 如权利要求1所述的高速印花机图像数据旋转处理系统，其特征在于所述的数据 解析设备(120)为嵌入式处理器和嵌入式处理器外扩的四片DDR2存储芯片。
4. 如权利要求1所述的高速印花机图像数据旋转处理系统，其特征在于所述的数据 处理设备(140)为FPGA及FPGA外扩的六片DDR2存储芯片。
5. 如权利要求1所述的高速印花机图像数据旋转处理系统，其特征在于所述的数据 传输通道(130)为嵌入式处理器的R即idIO控制器和与其互联的FPGA的R即idIO控制器。
6. 如权利要求1所述的高速印花机图像数据旋转处理系统，其特征在于所述的数据 输出设备(150)为FPGA及两块由FPGA实现的接口单板。
7. —种高速印花机图像数据旋转处理方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤A，由数据接收设备(110)通过千兆以太网接口获得需要处理的原始数据； 步骤B，由数据解析设备(120)的嵌入式处理器将由千兆以太网接口获得的数据，进行解压，按协议分析数据块的文件头，提取有效数据，然后通过数据传输通道(130)送至数据 处理设备(140);步骤C，由数据处理设备(140)经由数据传输通道(130)获取的有效数据按要求进行数 据处理，在数据处理设备(140)中，通过三个旋转处理模块和三个数据缓存模块，实现并行 处理；步骤D，由数据输出设备(150)将数据处理设备(140)处理后的数据按16位并行输出 到两块接口单板，再由两块接口单板将数据处理后分别实现64位的并行输出。
全文摘要
本发明公开了一种高速印花机图像数据旋转处理系统及方法，系统包括数据接收设备、数据解析设备、数据传输通道、数据处理设备、数据输出设备。由嵌入式处理器完成数据的接收，数据的解析，然后通过RapidIO高速数据传输通道将数据送至FPGA，由FPGA实现数据的处理和数据的输出；在FPGA中通过实现数据的三级流水线的操作方式来提高数据的吞吐量，通过状态机的控制，来实现数据严格的循环操作，提高了系统的可靠性。
文档编号H04N1/00GK101790016SQ201010039579
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者祝晓平, 陈耀武 申请人:浙江大学