基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大幅面成像相机的通讯控制方法，具体涉及一种针对多探测器成像相 机的通讯群发分拣接收方法。
【背景技术】
[0002] 现有使用大面阵CMOS探测器的成像模块正常工作需要一系列与图像有关的控制 参数，当许多片这样的CMOS成像模块组合成规模较大的相机系统时，对每一个成像模块的 参数进行独立准确控制和及时获取每个成像模块的状态参数十分重要。为了讨论方便，设 定计算机为"控制顶层"，CMOS成像模块为"被控对象"，实现对各个成像模块的独立准确控 制过程，就是实现控制顶层和被控对象之间的参数传递、分拣、汇总、分发，以便被控对象正 确接收控制参数并及时返回自身状态参数，如图1所示，这个过程称为"群发群收"。当某个 相机系统的成像参数发生变更，甚至CMOS成像模块的数量发生变更时，控制顶层发送的控 制参数和成像模块的状态参数的数量及顺序都会发生变更，而原来系统的群发群收程序都 需要修改。为了适应相机系统通讯参数的变更，简化群发群收程序修改过程，提高相机系统 程序的可移植性，本发明提出了一种新型参数分拣方法，大大简化了参数变更流程。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有大面阵CMOS成像模块组成的相机系统成像参数发生变更时， 原系统的群发群收程序都需要修改，存在参数变更流程复杂等问题，提供一种基于多探测 器成像相机的通讯群发群收控制方法。
[0004] 基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，包括由FPGA整合分发模块和 多片大面阵CMOS成像模块组成的相机系统以及计算机控制顶层，所述计算机控制顶层汇 总多片大面阵CMOS成像模块的通讯参数，群发给相机系统，相机系统接收全部参数，校验 无误后传送至各个CMOS成像模块；该方法的具体过程为：
[0005] 步骤一、计算机控制顶层根据通讯协议规定的参数顺序向FPGA整合分发模块群 发多片大面阵CMOS成像模块的通讯参数，所述FPGA整合分发模块内部建立用于存储通讯 协议参数顺序号的Block-RAM缓存和用于存储通讯参数的专用缓存；
[0006] 步骤二、所述FPGA整合分发模块对接收多片大面阵CMOS成像模块的参数信息进 行校验后，将通讯参数存入专用缓存；
[0007] 步骤三、FPGA整合分发模块同时读取Block-RAM缓存和专用缓存中的参数信息， 并根据通讯参数顺序号分拣出通讯参数，并将通讯参数顺序号与对应的通讯参数传送到对 应的CMOS成像模块。
[0008] 本发明的有益效果：本发明所述的多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法， 将参数的顺序号单独存储在一个缓存中，当相机系统的成像模块数量、通讯参数数量或者 顺序号需要变更时，仅需要将负责存储参数顺序号的缓存内容作相应修改，就能完成整个 相机系统通讯参数的修改。这种变更方式不修改成像模块的其他功能程序，对相机系统影 响最小，且程序可移植性强，提高相机系统移植可靠性。本发明将参数的顺序号存储在一个 缓存中（例如FPGA内部的Block-RAM)，控制顶层发送时严格按照预先定义的通讯协议（包 含参数顺序）发送全部参数，被控对象接收时按照存储在缓存中的顺序号分拣所需要的参 数，不需要的参数因顺序号不对应就不采集。
【附图说明】
[0009] 图1为现有多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法的控制原理图；
[0010] 图2为本发明所述的多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法控制原理图；
[0011] 图3为本发明所述的多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法中涉及的存储 通讯参数顺序号Altera公司生产的FPGA加载Block-RAM的缓存初始化示意图；
[0012] 图4为本发明所述的多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法中涉及Xilinx 公司生产的FPGA加载Block-RAM的缓存初始化示意图；
[0013] 图5为本发明所述的多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法的数据流图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0014] 一、结合图2至图5说明本实施方式，多探测器成像相机的通讯群发 群收控制方法，其装置包括计算机控制顶层，FPGA整合分发模块和多片CMOS成像模块；所 述计算机控制顶层通过异步串行通讯接口与FPGA整合分发模块连接，FPGA整合分发模块 通过异步串行通讯接口与多片CMOS成像模块连接，通讯模式为全双工，即发送和接收可以 同时进行互补干扰。
[0015] 当计算机控制顶层按照通讯协议（例子见表1)规定的参数顺序群发所有CMOS成 像模块的参数时，FPGA整合分发模块接收到群发的通讯参数，并负责按照通讯协议中定义 的参数归属，分拣出哪些参数是对应特定的CMOS成像模块，然后将这些参数通过异步串行 通讯接口直接发送给对应的CMOS成像模块。
[0016] 具体来讲，FPGA整合分发模块的参数分拣过程是：
[0017] 第一步，FPGA整合分发模块是在FPGA片内建立一个Block-RAM缓存（记为uart_ sequence)，并加载含有通讯协议参数顺序号的初始化文件，当FPGA整合分发模块加电工 作时，FPGA内部Block-RAM自动加载该初始化文件内容，为了防止误操作，该缓存在建立时 只有读使能，没有写使能。结合图3和图4,图3为Altera公司生产的FPGA加载Block-RAM 初始化内容，图4为Xi1inx公司生产的FPGA加载RAM初始化内容，分别与表1通讯协议列 出的第3到第94共91个字节的参数定义顺序号。
[0018] 所述的Altera公司生产的FPGA片内Block-RAM初始化文件后缀为.mif或.hex， Xi1inx公司生产的FPGA片内Block-RAM初始化文件后缀为.coe。
[0019] 第二步，在FPGA整合分发模块和CMOS成像模块加电准备好后，计算机按照表1通 讯协议群发全部参数，由FPGA整合分发模块接收。接收校验无误后，FPGA整合分发模块将 全部接收的有效字节（第3到第94共91个字节）存入专用的缓存（记为uart_dpram)，所 述专用缓存具有读使能和写使能。
[0020] 表 1
[0021]
[0024] 第三步，FPGA整合分发模块同时读取uart_sequence和uart_dpram两个RAM中 的内容，两个RAM的读使能、读时钟和读地址完全同步一致，则得到两组读出数据，一组是 通讯参数顺序号，另一组是群收到的通讯参数。这时整合分发模块依据参数顺序号分拣出 另一组的通讯参数，并一对一分发给相应的CMOS成像模块。
[0025] 结合图5,第一行表示整合分发模块收到校验无误又从uart_dpram读出的全部参 数，第二行表示符合通讯协议从uart_sequence读出的顺序号（同时代表CMOS成像模块的 通道号），在同一个时钟驱动下，将对应通道号的CMOS成像模块参数分拣出来，发送给相应 的CMOS成像模块。下述表1，计算机控制顶层注入数据帧格式。
【主权项】
1. 基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，包括由FPGA整合分发模块和多 片大面阵CMOS成像模块组成的相机系统以及计算机控制顶层，所述计算机控制顶层汇总 多片大面阵CMOS成像模块的通讯参数，群发给相机系统，相机系统接收全部参数，校验无 误后传送至各个CMOS成像模块；其特征是，该方法的具体过程为： 步骤一、计算机控制顶层根据通讯协议规定的参数顺序向FPGA整合分发模块群发多 片大面阵CMOS成像模块的通讯参数，所述FPGA整合分发模块内部建立用于存储通讯协议 参数顺序号的Block-RAM缓存和用于存储通讯参数的专用缓存； 步骤二、所述FPGA整合分发模块对接收多片大面阵CMOS成像模块的参数信息进行校 验后，将通讯参数存入专用缓存； 步骤三、FPGA整合分发模块同时读取Block-RAM缓存和专用缓存中的参数信息，并根 据通讯参数顺序号分拣出通讯参数，并将通讯参数顺序号与对应的通讯参数传送到对应的 CMOS成像模块。2. 根据权利要求1所述的基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，其特征在 于，所述Block-RAM缓存只具有读使能。3. 根据权利要求1所述的基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，其特征在 于，所述专用缓存具有读使能和写使能。4. 根据权利要求1所述的基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，其特征在 于，所述Block-RAM缓存和专用缓存的读使能、读时钟和读地址完全同步一致。5. 根据权利要求1所述的基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，其特征在 于，所述FPGA整合分发模块通过异步串行通讯接口与多片大面阵CMOS成像模块连接，且 FPGA整合分发模块与多片大面阵CMOS成像模块采用全双工通讯方式。6. 根据权利要求1所述的基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，其特征在 于，当相机系统的成像模块数量、通讯参数数量或者顺序号需要变更时，需要将负责存储参 数顺序号的Block-RAM缓存内容作相应修改，完成整个相机系统通讯参数的修改。
【专利摘要】基于多探测器成像相机的通讯群发群收控制方法，涉及大幅面成像相机的通讯控制方法，解决现有大面阵CMOS成像模块组成的相机系统成像参数发生变更时，原系统的群发群收程序都需要修改，存在参数变更流程复杂等问题，本发明将参数的顺序号单独存储在一个缓存中，控制顶层按照通讯协议规定的参数顺序发送全部参数，被控对象接收时按照存储在缓存中的顺序号分拣所需要的参数。当相机系统的成像模块数量、参数数量或者顺序需要变更时，仅需要将负责存储参数顺序号的缓存内容作相应修改，就能完成整个相机系统通讯参数的修改。这种变更方式不修改成像模块的其他功能程序，对相机系统技术状态影响小，程序可移植性和可靠性增强。
【IPC分类】H04N5/374
【公开号】CN105357453
【申请号】CN201510821526
【发明人】王文华, 张宇, 张星祥
【申请人】长春乙天科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月24日