利用同步从机SLAVEFIFO方式进行图像采集的装置及方法与流程

本发明涉及图像信息处理领域，尤其涉及一种利用同步从机SLAVEFIFO方式进行图像采集的装置及方法。

背景技术：

现在智能手机上的图像采集装置的像素越来越高，因此在摄像头等图像采集产品测试时，用到的测试装置传输图像数据的速率要求更高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能高速传输图像数据的利用同步从机SLAVEFIFO方式进行图像采集的装置。

本发明的另一目的在于提供一种利用同步从机SLAVEFIFO方式进行图像采集的方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

利用同步从机SLAVEFIFO方式进行图像采集的装置，包括图像采集传感器、FPGA、USB接口模块和上位机，USB接口模块包括CY3014芯片，USB接口模块与上位机之间通过USB3.0协议双向通信；USB接口模块与FPGA之间双向连接并通过I2C协议通信；FPGA与图像采集传感器之间双向连接并通过MIPI通信，FPGA将从图像采集传感器接收到的图像数据进行处理并存储到DDR3中；USB接口模块包括通过GPIF通信的EP端口，FPGA将图像数据通过同步从机SLAVEFIFO的方式传递到EP端口，上位机接收EP端口的数据并显示。

作为优选，上位机与EP端口间通过FX3连接。FX3的功能在于：一是对FPGA3进行命令控制；二是将图像数据通过同步从机SLAVEFIFO方式传递给上位机。

利用同步从机SLAVEFIFO方式进行图像采集的方法，包括以下步骤：1)上位机将初始化参数通过USB接口模块传输给图像采集传感器；2)USB接口模块中的USB芯片接收到上位机初始化参数后，使用I2C协议将初始化参数传输给FPGA；3)FPGA对接收的初始化参数进行预处理，并将初始化参数发送给图像采集传感器；4)图像采集传感器采集图像数据并通过MIPI协议将图像数据发送到FPGA；5)FPGA利用MIPI核对采集到的图像信息进行数据处理拼接并存储到DDR3中；6)FPGA通过同步从机slavefifo方式传递数据给EP端口；7)上位机接收EP端口传输的图像数据并显示。

作为优选，步骤1)中的初始化参数包括采样图像尺寸和启动指令。

作为优选，步骤4)中图像采集传感器2与FPGA3之间通过并口或串口传递数据。

作为优选，步骤6)中的同步从机slavefifo可以选择8位、16位、24位或32位的数据传输方式。

本发明通过同步从机slavefifo方式配合USB3.0传输数据，同步从机slavefifo方式能达到3GB/S的速度，比USB2.0(480MB/S)的传输速度增加了7倍左右；同步从机slavefifo数据传输过程中，数据通过DMA通道进行传输，大大节约了USB3.0的处理速度。

附图说明

图1为本发明中图像采集装置的结构示意图。

图2为本发明中图像采集流程。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的优选实施方案作进一步详细的说明。

本发明中提到的FPGA指的是现场可编程门阵列，它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克制了原有可编程器件门电路数有限的缺点。GPIF指的是通用可编程接口，具有快速灵活的特点，可使用多种协议完成与外围器件的无缝连接。MIPI指的是移动产业处理器接口联盟，是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准和一个规范。同步从机SLAVEFIFO指的是同步从设备FIFO接口，该接口是应用于外部器件连接至EZ-USB FX3存取FX3FIFO，可实现与FX3FIFO之间的数据读写操作。

如图1所示的利用同步从机SLAVEFIFO方式进行图像采集的装置，包括图像采集传感器2、FPGA3、USB接口模块4和上位机1。USB接口模块4包括CY3014芯片，USB接口模块4与上位机支架通过USB3.0协议双向通信；USB接口模块4与FPGA3之间双向连接并通过I2C协议通信；FPGA3与图像采集传感器2之间双向连接并通过MIPI通信，FPGA3将从图像采集传感器2接收到的图像数据进行处理并存储到DDR3中。USB接口模块4包括通过GPIF与上位机1通信的EP端口5，FPGA3将图像数据通过同步从机SLAVEFIFO的方式传递到EP端口5，上位机1接收EP端口5的数据并显示。

如图2所示，上述指纹采集工装通过下述步骤实现图像采集：1)上位机1将初始化参数通过USB接口模块4传输给图像采集传感器2，所述初始化参数包括采样图像尺寸和启动指令；2)USB接口模块4中的USB芯片接收到上位机1初始化参数后，使用I2C协议将初始化参数传输给FPGA3；3)FPGA3对接收的初始化参数进行预处理，并将初始化参数发送给图像采集传感器2；4)图像采集传感器2采集图像数据并通过MIPI协议将图像数据发送到FPGA3；5)FPGA3利用MIPI核对采集到的图像信息进行数据处理拼接并存储到DDR3中；6)FPGA3通过同步从机slavefifo方式传递数据给EP端口5；7)上位机1接收EP端口5传输的图像数据并显示。

步骤4)中图像采集传感器2与FPGA3之间通过并口或串口传递数据。

步骤6)中采用同步从机slavefifo方式传递数据时，通过FX3连接上位机与EP端口。所述FX3为USB3.0外设控制器。FX3的功能在于：一是对FPGA3进行命令控制；二是将图像数据通过同步从机SLAVEFIFO方式传递给上位机。

步骤7)中的上位机用于对图像进行算法处理并显示，方便用户判断采集到的图像的好坏进而判断图像采集传感器的好坏。

本发明通过同步从机slavefifo方式配合USB3.0传输数据，同步从机slavefifo方式能达到3GB/S的速度，比USB2.0(480MB/S)的传输速度增加了7倍左右；同步从机slavefifo数据传输过程中，数据通过DMA通道进行传输，大大节约了USB3.0的处理速度。并且同步从机slavefifo可以选择8位、16位、24位或32位的数据传输方式。