[发明专利]一种基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统

权利要求书

1.一种基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统，其特征在于：包括图像存储单元、图像计算单元和图像采集单元，所述图像存储单元具有第一通信接口和第二通信接口，所述图像计算单元具有第一光纤接口、第二光纤接口、第三光纤接口和第四光纤接口，所述图像采集单元具有第三通信接口和相机接口；

所述图像存储单元通过第一通信接口向图像计算单元下发配置参数和测试命令、接收图像计算单元发送的测试结果，通过第二通信接口接收采集单元的数据；

所述图像计算单元通过第一光纤接口接收图像存储单元发送的配置参数及测试命令、向图像存储单元发送测试结果，通过第二光纤接口接收图像采集单元的数据、向图像采集单元发送配置参数及测试命令，通过第三光纤接口控制点屏信号生成，通过第四光纤接口控制IO光源，图像计算单元包括FPGA计算平台和计算PC，FPGA计算平台与计算PC、图像存储单元、图像采集单元之间均通过光纤方式进行通信与数据交互，FPGA计算平台为加速图像前处理的基于FPGA的计算处理板卡，计算PC包括实现图像后处理的CPU和GPU；

所述图像采集单元通过第三通信接口输出图像数据、接收配置参数及测试命令，通过相机接口接收相机数据、向相机发送配置参数和测试命令。

2.根据权利要求1所述的基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统，其特征在于：所述图像存储单元包括

主控PC，用于通过人机交互进行参数配置、输出配置参数及测试命令，用于接收FPGA存储平台的测试结果并上报；

FPGA存储平台，用于接收图像采集单元数据、将接收的数据进行无损压缩后发送至磁盘阵列，用于接收图像计算单元的测试结果并输出，用于将接收的配置参数输出至图像采集单元，用于根据存储的数据进行图像数据检索；

磁盘阵列，用于存储数据。

3.根据权利要求2所述的基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统，其特征在于：所述FPGA存储平台包括

数据交互模块，用于接收主控PC发送的配置参数，用于将接收的图像计算单元的测试结果反馈至主控PC；

图像数据接收/发送模块，用于接收图像采集单元数据并输出至数据无损压缩模块，用于接收配置参数并发送至图像采集模块，用于接收图像计算单元的测试结果；

数据无损压缩模块，用于对接收的数据进行无损压缩后经磁盘存储管理单元存储至磁盘阵列；

数据磁盘存储管理模块，用于管理磁盘阵列的存储、读取功能。

4.根据权利要求2所述的基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统，其特征在于：所述FPGA存储平台还包括

图像检索管理模块，用于控制读磁盘阵列；

图像数据交换控制模块，具有第四通信接口，用于与外部服务器通信，实现图像检索数据交换、数据通信控制。

5.根据权利要求1所述的基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统，其特征在于：所述图像计算单元包括FPGA计算平台和计算PC，所述第一光纤接口、第二光纤接口、第三光纤接口和第四光纤接口均设置于FPGA计算平台上，FPGA计算平台还具有与所述计算PC连接的第五光纤接口，以及实现FPGA计算平台级联扩展的扩展接口。

6.根据权利要求1或5所述的基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统，其特征在于：所述FPGA计算平台包括中央控制器、图像处理加速器、数据汇总发送模块和DDR内存，

所述中央控制器用于根据设定的指令分别向计算PC和图像处理加速器发送控制命令；

所述计算PC，用于根据控制命令从DDR内存中读取部分图像数据进行计算处理并将处理结果发送至数据汇总发送模块；

所述图像处理加速器用于根据控制命令从DDR内存中读取部分图像进行计算处理，将计算结果发送至数据汇总发送模块；

所述数据汇总发送模块用于将计算PC和图像处理加速器的处理结果进行汇总形成最终的测试结果发送至图像存储模块；

所述DDR内存用于存储需要处理的图像数据及测试结果。