[发明专利]一种基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机及其工作方法

权利要求书

1.一种基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机，其特征在于，包括：

相机壳体，所述相机壳体上设置有镜头和USB Type C接口，所述相机壳体内设置有高速图像传感器和全可编程SOC；所述镜头与高速图像传感器构成图像采集模块，所述图像采集模块将图像数据以LVDS差分信号传输至全可编程SOC；所述全可编程SOC用于：

对LVDS差分信号进行校准，将校准后的LVDS差分信号进行串并转换，得到同步数据；

根据同步数据的帧头、帧尾、行头和行尾信息，解析出像素数据，并将像素数据拼接成原始图像数据缓存至DDR3存储模块；

根据图像行、列、时钟信息为图像添加分辨率和时间戳信息头，并将图像按时间顺序存放至DDR3存储模块中；

当图像溢出DDR3存储模块的存储空间时，采用先进先出机制排空历史图像；

从DDR3存储模块中顺序获取图像数据，按USB3.0控制逻辑编码格式进行编码形成图像数据帧，并等待USB3.0控制逻辑握手发送；

所述DDR3存储模块与USB3.0通信模块相连，所述USB3.0通信模块用于图像数据帧通过USB Type C接口传输至USB3.0主机。

2.如权利要求1所述的一种基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机，其特征在于，所述镜头内嵌有专用镜头控制板，所述专用镜头控制板用于根据采集图像的亮度及清晰度来对镜头参数进行调整。

3.如权利要求2所述的一种基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机，其特征在于，在所述专用镜头控制板中，根据采集图像的亮度自动控制光圈；

当图像亮度低于预设亮度阈值时，专用控制板发送光圈增大命令以增加进光量；

当图像亮度等于预设亮度阈值时，专用控制板发送光圈锁定命令，将光圈固定在当前位置；

当图像亮度高于预设亮度阈值时，专用控制板发送光圈缩小命令以减少进光量。

4.如权利要求2所述的一种基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机，其特征在于，在所述专用镜头控制板中，根据图像的清晰度进行对焦环和调焦环控制；所述对焦环控制支持对焦距进行调长和调短操作，以使焦平面前移或后移；所述调焦环控制包括对视野进行变大和变小操作。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机的图像处理方法，其特征在于，包括：

初始化基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机；

将采集的图像数据以LVDS差分信号传输至全可编程SOC的LVDS Serdes逻辑，LVDSSerdes逻辑使用带有SERDES功能的引脚接收LVDS信号；

再使用IDELAY和ISERDES2功能对LVDS差分信号进行校准，接着将LVDS差分信号进行串并转换，并将转换结果传输至数据处理逻辑；

数据处理逻辑根据同步数据的帧头、帧尾、行头、行尾信息，解析出像素数据，并将像素数据传输至图像处理逻辑，图像处理逻辑将像素数据拼接成原始图像数据；

图像缓存逻辑将原始图像数据缓存至DDR3存储模块中；

图像编码逻辑从DDR3存储模块中顺序获取图像数据，按USB3.0控制逻辑编码格式进行编码，并送到数据缓冲处理逻辑，等待USB3.0控制逻辑握手发送；在图像缓存逻辑之后且图像编码逻辑之前，还包括：

图像管理逻辑根据图像行、列、时钟信息为图像添加分辨率和时间戳信息头，并将图像按时间顺序存放；

当图像溢出DDR3存储模块的存储空间时，图像管理逻辑采用先进先出机制排空历史图像。

6.如权利要求5所述的基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机的图像处理方法，其特征在于，初始化基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机之前，还包括：

当USB Type C接口与USB Type C公头连接后，USB Type C接口将判断USB Type C接口的接入方向，并与USB3.0通信模块建立数据通路，同时负责为整个基于全可编程SOC的USB3.0超高速相机接通电源。