一种高速万兆网图像采集卡的制作方法

1.本实用新型涉及工业相机技术领域，特别涉及一种高速万兆网图像采集卡。


背景技术：

2.随着工业技术和人工智能的发展，工业相机已经成为整个系统的重要硬件支持，工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。工业相机工作时需要用到图像采集卡，目前市面上有很多采集卡，如av采集卡，cameralink采集卡，万兆网卡，这些都是为了接口转换而生的，目的是为了将各种数据接口的信号通过转换，能与pc机实现接口，但是，现有的图像采集卡只是接收和发送数据包，无法对图像数据进行处理，数据传输的稳定性也较差。
3.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种高速万兆网图像采集卡，旨在保证数据传输的稳定性，实现对图像数据报的梳理。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的一种高速万兆网图像采集卡，包括网卡主板，所述网卡主板上设有用于与工业相机连接的若干rj45万兆以太网接口、用于与光纤连接的40g qsfp光纤接口、用于与pc主机连接的pice接口、用于对网卡主板进行散热的散热鳍片，所述散热鳍片上安装有散热风扇；所述网卡主板包括用于进行数据处理的fpga处理芯片、用于对数据进行存储的若干ddr4存储单元、用于供电的电源管理模块；所述ddr4存储单元的数量与所述rj45万兆以太网接口对应，任一所述rj45万兆以太网接口通过一phy处理单元与所述fpga处理芯片连接，所述qsfp光纤接口的光纤数据端与所述fpga处理芯片连接，所述fpga处理芯片的数据传输端与所述pice接口连接，所述fpga处理芯片的数据存储端与所述ddr4存储单元连接；所述电源管理模块包括板卡电源模块和poe电源模块；还包括一用于监测网卡主板温度的温度传感器，所述温度传感器的数据输出端与所述fpga处理芯片连接。
6.优选地，所述rj45万兆以太网接口的数量设置为四个。
7.优选地，所述qsfo光纤接口套设一光纤笼子，所述光纤笼子上均布有若干散热片。
8.优选地，所述rj45万兆以太网接口与所述qsfp光纤接口并排设于所述网卡主板一端，所述网卡主板上设有用于固定所述rj45万兆以太网接口与所述qsfp光纤接口的固定架。
9.优选地，所述板卡电源模块通过atx接口独立供电，所述poe电源模块通过pcie金手指和atx接口双电源自适应供电。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：实现了图像数据包的协议分析和处
理，将大量的图像数据包，通过采集卡内部处理，实现数据包到图像的转换，同时对于网络传输不稳定性如丢包，等能主动的进行重传。降低pc主机的cpu负担降，能够留出更多的cpu性能用于后端的视觉分析。提高了实时性、可靠性，特别适用于工业机器视觉应用。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
12.图1为本实用新型图像采集卡结构示意图；
13.图2为本实用新型图像采集卡原理模块图；
14.图3为本实用新型ddr4存储单元电路原理图；
15.图4为本实用新型phy处理单元电路原理图；
16.图5为本实用新型poe电源模块电路原理图；
17.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
18.本实施例提出的一种高速万兆网图像采集卡，参考图1和图2，包括网卡主板1，所述网卡主板1上设有用于与工业相机连接的若干rj45万兆以太网接口2、用于与光纤连接的40g qsfp光纤接口3、用于与pc主机连接的pice接口4、用于对网卡主板1进行散热的散热鳍片5，所述散热鳍片5上安装有散热风扇6；所述网卡主板1包括用于进行数据处理的fpga处理芯片7、用于对数据进行存储的若干ddr4存储单元8、用于供电的电源管理模块9；所述ddr4存储单元8的数量与所述rj45万兆以太网接口2对应，任一所述rj45万兆以太网接口2通过一phy处理单元10与所述fpga处理芯片7连接，所述qsfp光纤接口3的光纤数据端与所述fpga处理芯片7连接，所述fpga处理芯片7的数据传输端与所述pice接口4连接，所述fpga处理芯片7的数据存储端与所述ddr4存储单元8连接；所述电源管理模块9包括板卡电源模块11和poe电源模块12；还包括一用于监测网卡主板1温度的温度传感器13，所述温度传感器13的数据输出端与所述fpga处理芯片7连接。
19.应当说明的是，本实施例中，fpga处理芯片设置为本领域常用的芯片，型号为xcku3p-ffva676；进一步地，所述rj45万兆以太网接口2的数量设置为四个。该网卡主板1主要通过四个rj45万兆以太网接口2连接四个相机，并提供poe供电给相机工作。从网口接收到的gvcp数据和普通的网卡一致，都传送到主机，完成主机和相机的数据交互，从网口接收到的gvsp数据不需要主机干预，会根据gvsp的格式将每个gvsp网络包拼接成一帧图像，储存在ddr4存储单元8中，发现有丢包的情况下，会自动发送重传命令完成重传，一帧图像采集完成后，通过中断通知主机，主机通过pcie接口读取ddr4存储单元8中的一帧图像，主机只需要处理帧完成中断，从fpga处理芯片7的ddr4存储单元8中将帧数据搬运到主机的内存中是dma实现，减小了主机中断的频率和搬运数据的负载，从而可以有足够的时间完成图像处理的任务。
20.进一步地，所述qsfo光纤接口套设一光纤笼子14，所述光纤笼子14上均布有若干
散热片15，对光纤接口进行保护，还可以加快接口的散热，保证其工作的稳定性。
21.进一步地，所述rj45万兆以太网接口2与所述qsfp光纤接口3并排设于所述网卡主板1一端，所述网卡主板1上设有用于固定所述rj45万兆以太网接口2与所述qsfp光纤接口3的固定架16，提高各个接口安装的稳定性。
22.进一步地，所述板卡电源模块11通过atx接口独立供电，所述poe电源模块12通过pcie金手指和atx接口双电源自适应供电。具备双向截断特性，使两路供电互不影响，防止pcie灌流或pice供电过载损坏电脑主板，有效提高产品的可靠性和质量。
23.该板卡低负荷运行时热量较小，由散热鳍片5直接散热；当负荷增加时温度随着升高，温度传感器13监测温度达到设定值时，开启散热风扇6加速对流散热，有效降低功耗和噪音、延长散热风扇6使用寿命，提高产品质量可靠性。
24.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。