专利名称：基于差动工作的双缓存结构的图像数据传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于差动工作的双缓存结构的图像数据传输装置。
背景技术：
大幅面高解析度激光雕刻、激光制版和激光打印等图像记录系统需要在短时间内对大容量的图像数据进行变换和传输，以满足系统的运行速度要求。现有技术的图像数据传输装置完全由计算机程序实现图像数据变换，再经计算机接口将变换后的图像数据传输至图像记录装置的执行元件。为提高图像数据变换和传输的速度，通常采用提高计算机运算速度和接口速度等方法。现有技术的主要缺陷为由计算机程序完成图像数据变换，对计算机硬件资源的依赖性强，实时性差，无法满足图像记录系统对大规模图像数据进行实时 变换及传输的要求。此外，现有技术的图像传输和变换装置通常采用先进先出存储器(FIFO)或单片静态储存器(SRAM)作为数据缓存，FIFO器件容量较小，单片SRAM只有单个数据和地址端口，其输入、输出操作无法同时进行，影响了数据变换的快速性和数据传输的稳定性。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、成本低的基于差动工作的双缓存结构的图像数据传输装置。本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由计算机接口、数字信号处理器、时序发生单元、控制信号切换单元、一通道缓存单元、二通道缓存单元、数据切换单元和数据变换单元构成，所述数字信号处理器的控制总线接口、时序发生单元的输出接口分别与控制信号切换单元的输入接口相连；控制信号切换单元的输出接口与一通道缓存单元和二通道缓存单元的控制信号输入接口分别相连；数字信号处理器的数据总线接口、一通道缓存单元和二通道缓存单元的数据信号接口分别与数据切换单元的数据信号接口相连；数据切换单元的输出接口与数据变换单元的输入接口相连；数据变换单元的输出接口与图像记录装置的执行元件相连。所述的一通道缓存单元和二通道缓存单元均为静态存储器，两个通道缓存单元存在着差动工作，其中一通道缓存单元为写操作，另一通道缓存单元为读操作，反之亦然。所述的一通道缓存单元和二通道缓存单元平均分为若干区域，图像数据按执行元件的帧数据格式分区域存取。所述的时序发生单元、控制信号切换单元、数据切换单元和数据变换单元分别由复杂可编程逻辑器件或现场可编程门阵列实现。本实用新型具有如下技术特点I、采用静态存储器组成差动工作的双数据缓存结构，提高了图像数据传输的实时性；2、采用硬件数据变换，减少了计算机处理图像数据的时间，提高了图像数据传输的稳定性。3、数据缓存单元平均分为若干区域，图像数据按执行元件的帧数据格式分区域存取，简化了硬件数据变换逻辑；因此本实用新型可满足大幅面高解析度激光雕刻、激光制版和激光打印等图像记录系统对大规模图像数据进行实时传输和变换的需要。
图I为现有技术的结构示意图；图2为本实用新型的结构示意图；图3为本实用新型应用实施例高解析度激光雕刻系统的工作原理示意图；图4为本实用新型实施例的时序信号·[0018]图5为本实用新型与现有技术的应用结果比较表图。图中1.计算机接口，2.数字信号处理器(DSP)，3.时序发生单元，4.数据缓存单元，5.数据变换单元，6.时序发生单元，7.控制信号切换单元，8. —通道缓存单元，9.数据切换单元，10. 二通道缓存单元，11.数据变换单元，12.光学引擎，13.辊筒，14.感光材料，15.数据传输装置，16.计算机。
具体实施方式
图I所示，现有技术的图像数据传输装置包括计算机接口 I、数字信号处理器(DSP) 2、时序发生单元3、数据缓存单元4和数据变换单元5。时序发生单元3由CPLD实现；数据缓存单元4由FIFO器件组成；数据变换单元5由FPGA实现。从计算机接口 I送达的图像数据由数字信号处理器(DSP) 2顺序写入数据缓存4中，时序发生单元3发生的读操作信号从数据缓存4中读出数据，并输出至数据变换单元5，经数据变换单元5变换为执行元件可接受的目标数据格式加载至执行元件(图中未示出)。图2所示，本实用新型包括计算机接口 I、数字信号处理器(DSP)2、时序发生单元
6、控制信号切换单元7、一通道缓存单元8、二通道缓存单元10、数据切换单元9和数据变换单元11 ;数字信号处理器(DSP)2的控制总线接口、时序发生单元6的输出接口分别与控制信号切换单元7的输入接口相连；控制信号切换单元7的输出接口与一通道缓存单元8和二通道缓存单元10的控制信号输入接口分别相连；数字信号处理器(DSP) 2的数据总线接口、一通道缓存单元8和二通道缓存单元10的数据信号接口分别与数据切换单元9相连；数据切换单元9的输出接口与数据变换单元11的输入接口相连；数据变换单元11的输出接口与图像记录装置的执行元件(图中未示出)相连。时序发生单元6产生一组SRAM的片选信号、读操作信号、以及地址信号等读操作时序信号，由控制信号切换单元7将之与数字信号处理器(DSP) 2的写操作时序信号组合，分别生成一通道缓存单元8和二通道缓存单元10的操作时序信号，使得当一通道缓存单元8为写操作时，二通道缓存单元10为读操作，反之亦然；数据切换单元9将数字信号处理器(DSP)2读入的由计算机接口 I送达的图像数据输出至处于写状态的一通道缓存单元8或二通道缓存单元10，并将从处于读状态的一通道缓存单元8或二通道缓存单元10读出的数据输出至数据变换单元11，经数据变换单元11变换后形成执行元件可接受的目标数据格式加载至执行元件。[0022]实施例图3所示，本实用新型应用实施例高解析度激光雕刻系统的执行元件为光学引擎12，其激光通道数为1024，扫描频率为300KHz，解析度为7200DPI，计算机接口 I采用SCSI总线；每帧图像分为数据0通道 127通道、128通道 255通道、256通道 383通道、384通道飞11通道、512通道飞39通道、639通道 767通道、768通道 895通道和895通道 1023通道，共8组。辊筒13带动感光材料14 一起旋转，同时光学引擎12横向进给，图像数据由计算机16通过计算机接口 I传输给本实用新型图像数据传输装置15，图像数据传输装置15将图像数据转换为光学引擎12可接受的帧格式，加载至光学引擎12上，驱动光学引擎12的各通道激光开关，曝光感光材料14，将图像记录在感光材料14上。本实用新型应用实施例高解析度激光雕刻系统中，图像数据传输装置15将一通道缓存单元8和二通道缓存单元10分别平均分为8个区域，分别存储每帧图像数据的一组数据，其主要时序信号如图4所示。其中RESET、START为复位与启动信号，SYSCLK为系统时钟，SCSI_RD为数字信号处理器(DSP) 2的读操作时序信号，SCSI_DATA为数字信号处理器(DSP)2的数据总线信号，ram_dataA> ram_dataB分别为一通道缓存单元8、二通道缓存单元10的数据接口信号，RAM_CSA, RAM_CSB分别为一通道缓存单元8、二通道缓存单元10·的片选信号；RAM_WRA，RAM_WRB分别为一通道缓存单元8、二通道缓存单元10的写操作信号；addressAH，addressAL分别为一通道缓存单元8的高三位地址信号和低位地址信号；addressBH和addressBL分别为二通道缓存单元10的高三位地址信号和低位地址信号。系统复位后，RAM_CSA和RAM_WRA有效，使能一通道缓存单元8，将SCSI_DATA写入一通道缓存单元8，同时RAM_CSB、RAM_WRB无效，二通道缓存单元10空闲；待一通道缓存单元8写满后，二通道缓存单元10切换为写状态，而一通道缓存单元8则切换为读状态。现有技术的图像数据传输装置由FIFO组成的数据缓存只能顺序写入和读出数据，需依赖计算机程序和数据变换单元的硬件逻辑对图像数据进行变换，计算机在进行数据传输的同时还需进行数据变换，导致数据传输的实时性和稳定性差，而且数据变换单元的硬件逻辑复杂，此外，由FIFO组成的数据缓存容量有限，也影响了数据传输的实时性和稳定性。本实用新型应用实施例高解析度激光雕刻系统一次雕刻图像的数据量为4GB，计算机的配置为Intel酷睿双核CPU、2GB内存，采用本实用新型和现有技术，实验结果如图5所示，采用本实用新型时，一通道缓存单元8、二通道缓存单元10采用512KB的SRAM，采用现有技术时，数据缓存4采用2KB的FIFO ;采用前者，传输过程中，计算机的CPU和内存的占用率远低于后者，且用于数据变换的时间远小于后者。
权利要求1.一种基于差动工作的双缓存结构的图像数据传输装置，其特征在于它主要由计算机接口、数字信号处理器、时序发生单元、控制信号切换单元、一通道缓存单元、二通道缓存单元、数据切换单元和数据变换单元构成，所述数字信号处理器的控制总线接口、时序发生单元的输出接口分别与控制信号切换单元的输入接口相连；控制信号切换单元的输出接口与一通道缓存单元和二通道缓存单元的控制信号输入接口分别相连；数字信号处理器的数据总线接口、一通道缓存单元和二通道缓存单元的数据信号接口分别与数据切换单元的数据信号接口相连；数据切换单元的输出接口与数据变换单元的输入接口相连；数据变换单元的输出接口与图像记录装置的执行元件相连。
2.根据权利要求I所述的基于差动工作的双缓存结构的图像数据装置，其特征在于所述的一通道缓存单元和二通道缓存单元均为静态存储器，两个通道缓存单元存在着差动工作，其中一通道缓存单元为写操作，另一通道缓存单元为读操作，反之亦然。
3.根据权利要求I或2所述的基于差动工作的双缓存结构的图像数据装置，其特征在于所述的一通道缓存单元和二通道缓存单元平均分为若干区域，图像数据按执行元件的帧 数据格式分区域存取。
4.根据权利要求I所述的基于差动工作的双缓存结构的图像数据装置，其特征在于所述的时序发生单元、控制信号切换单元、数据切换单元和数据变换单元分别由复杂可编程逻辑器件或现场可编程门阵列实现。
专利摘要一种基于差动工作的双缓存结构的图像数据传输装置，它主要由计算机接口、数字信号处理器、时序发生单元、控制信号切换单元、一通道缓存单元、二通道缓存单元、数据切换单元和数据变换单元构成，所述数字信号处理器的控制总线接口、时序发生单元的输出接口分别与控制信号切换单元的输入接口相连；控制信号切换单元的输出接口与一通道缓存单元和二通道缓存单元的控制信号输入接口分别相连；数字信号处理器的数据总线接口、一通道缓存单元和二通道缓存单元的数据信号接口分别与数据切换单元的数据信号接口相连；数据切换单元的输出接口与数据变换单元的输入接口相连；数据变换单元的输出接口与图像记录装置的执行元件相连；它具有传输效率高，实时性好等特点，可应用于大幅面高解析度激光雕刻、激光制版或激光打印等图像记录系统。
文档编号H04N7/24GK202503611SQ201220086848
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者方平 申请人:方平