[发明专利]一种基于FPGA的gige vision接口的红外机芯实现方法

摘要

本发明涉及红外机芯，具体是一种基于FPGA的gige vision接口的红外机芯实现方法。本发明解决了现有红外机芯硬件成本高、运行功耗高、体积大、数据处理量小、数据处理效率低、能效比低的问题。一种基于FPGA的gige vision接口的红外机芯实现方法，该方法是采用如下步骤实现的：1）逻辑模块结构的实现：在FPGA芯片内部分别设计红外图像处理模块、GVSP协议硬件加速器、软核CPU、TX发送模块、RX接收模块、寄存器配置模块、视频业务报文发送buffer、信令报文发送buffer、信令报文接收buffer；2）数据流的实现：2.1）视频业务GVSP报文的发送；2.2）信令报文的发送；2.3）信令报文的接收。本发明适用于夜视系统、安防系统、过程控制、医疗设备、军队装备等红外热像领域。

主权项

一种基于FPGA的gige vision接口的红外机芯实现方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：1）逻辑模块结构的实现：红外机芯的组成器件包括红外探测器、AD采样芯片、FPGA芯片、千兆网PHY芯片、网口、FLASH、RAM；在FPGA芯片内部分别设计红外图像处理模块、GVSP协议硬件加速器、软核CPU、TX发送模块、RX接收模块、寄存器配置模块、视频业务报文发送buffer、信令报文发送buffer、信令报文接收buffer；将红外探测器与AD采样芯片连接；将AD采样芯片与红外图像处理模块连接；将红外图像处理模块与GVSP协议硬件加速器连接；将GVSP协议硬件加速器分别与寄存器配置模块和视频业务报文发送buffer连接；将软核CPU分别与寄存器配置模块、信令报文发送buffer、信令报文接收buffer、FLASH、RAM连接；将TX发送模块分别与视频业务报文发送buffer、信令报文发送buffer、千兆网PHY芯片连接；将RX接收模块分别与信令报文接收buffer、千兆网PHY芯片连接；将千兆网PHY芯片与网口连接；2）数据流的实现：2.1）视频业务GVSP报文的发送：红外探测器实时探测外部的红外光信号，并将探测到的红外光信号转换为红外图像电信号，然后将红外图像电信号发送至AD采样芯片；AD采样芯片对接收到的红外图像电信号进行AD采样，并将AD采样得到的红外图像数据流发送至红外图像处理模块；红外图像处理模块对接收到的红外图像数据流进行处理，并将处理后的红外图像数据流发送至GVSP协议硬件加速器；GVSP协议硬件加速器将接收到的红外图像数据流进行封包后得到视频业务GVSP报文，并将视频业务GVSP报文存入视频业务报文发送buffer；TX发送模块轮询视频业务报文发送buffer，并对轮询获取的视频业务GVSP报文进行增加前导码处理，然后将处理后的视频业务GVSP报文发送至千兆网PHY芯片；千兆网PHY芯片将接收到的视频业务GVSP报文通过网口发送至外部的计算机，由此实现视频业务GVSP报文的发送；2.2）信令报文的发送：软核CPU将需要发送到外部的信令报文写入信令报文发送buffer；TX发送模块轮询信令报文发送buffer，并将轮询获取的信令报文发送至千兆网PHY芯片；千兆网PHY芯片将接收到的信令报文通过网口发送至外部的计算机，由此实现信令报文的发送；2.3）信令报文的接收：来自外部计算机的信令报文通过网口发送至千兆网PHY芯片；千兆网PHY芯片将接收到的信令报文发送至RX接收模块；RX接收模块对接收到的信令报文进行去除前导码处理，并将处理后的信令报文缓存到信令报文接收buffer；软核CPU轮询信令报文接收buffer，并对轮询获取的信令报文依次进行读取、核查、协议处理，然后根据信令报文生成内部指令信息，由此实现信令报文的接收。