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《基于pci總線的圖像采集卡的設(shè)計(jì),;畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第一章緒論1.1課題研究背景和意義1.1.1圖像采集技術(shù)的論述隨著大規(guī)模的集成電路和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，圖像采集技術(shù)在眾多科學(xué)研究領(lǐng)域和日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)人類大約有80%以上的信息來源于圖像?！?】圖像采集卡工作主要分為圖像采集，圖像傳輸，圖像存儲(chǔ)，圖像處理以及圖像分析。圖像采集卡的功能是將圖像信號(hào)采集到電腦中，以數(shù)據(jù)文件的形式保存在硬盤上，它是我們進(jìn)行圖像處理必不可少的硬件設(shè)備。通過它，我們就可以把攝像機(jī)拍攝的視頻信號(hào)從攝像帶上轉(zhuǎn)存到計(jì)算機(jī)中，利用相關(guān)的視頻編輯軟件，對(duì)數(shù)字化的視頻信號(hào)進(jìn)行后期編輯處理。目前，圖像采集卡被運(yùn)用到國民經(jīng)濟(jì)，國防建設(shè)
2、，科技研究等多個(gè)領(lǐng)域中。由于應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，在設(shè)計(jì)圖像采集卡時(shí)大多選用PCI總線，因?yàn)镻CI總線的特點(diǎn)包括了性能高，制作成本低，獨(dú)立于處理器等。1.1.2總線接口技術(shù)發(fā)展計(jì)算機(jī)系統(tǒng)大都采用模塊結(jié)構(gòu)，一個(gè)模塊就是具有專門功能的插件板，隨著集成電路集成度的提高，一塊板上可以安裝多個(gè)模塊，各模塊之間傳送信息的通路稱為總線。為了便于不同廠家生產(chǎn)的模塊能靈活構(gòu)成系統(tǒng)，促成了總線標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，常用的計(jì)算機(jī)總線有如下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)【2】1）EISA總線1989年，Compaq，HP，AST，Epson，NEC等九家計(jì)算機(jī)公司聯(lián)合推出的一個(gè)32位總線標(biāo)準(zhǔn)—擴(kuò)充工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ExtendedIn
3、dustryStandardArchitecture簡稱EISA），EISA保持了與ISA的完全兼容。EISA總線支持CPU、DMA設(shè)備和總線主設(shè)備對(duì)存儲(chǔ)器的32位地址尋址，16位或32位數(shù)據(jù)傳輸寬度，總線時(shí)鐘保持為8MHz，32位的DMA采用成組傳送方式時(shí)，傳輸速率可達(dá)33MBs。2）VESA總線VESA總線(VideoElectronicStandardAssociation)是一個(gè)32位標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)局部總線，是針對(duì)多媒體PC要求高速傳送活動(dòng)圖象的大量數(shù)據(jù)應(yīng)運(yùn)而生的。把對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求的顯卡、網(wǎng)絡(luò)卡等通過各局部總線控制器與CPU相連。但由于總線的擴(kuò)展性能限制
4、了最高工作頻率，一般選定為33MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率最大為132MBs。VESA總線是非多路復(fù)用體系，信號(hào)龐大且復(fù)雜，對(duì)時(shí)間關(guān)系沒有明確規(guī)定，因此產(chǎn)品的兼容性比較差。EISA從本質(zhì)說就是32位的ISA總線，雖然有很多改進(jìn)，但是仍舊比較復(fù)雜。3）PCI總線PCI是PeripheralComponentInterconnect(外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn))的縮寫，它是目前個(gè)人電腦中使用最為廣泛的接口，幾乎所有的主板產(chǎn)品上都帶有這種插槽。PCI數(shù)據(jù)總線定義為32位，且可以擴(kuò)展成64位，PCI不依附于某個(gè)個(gè)體處理器，他是一種獨(dú)立于處理器的局部總線。PCI適用于多種型號(hào)的微處理器，并且
5、能實(shí)現(xiàn)即插即用，在加電時(shí)，BIOS可以自動(dòng)檢測機(jī)器的配置，給各個(gè)外圍設(shè)備分配存儲(chǔ)緩沖區(qū)，中斷請(qǐng)求信號(hào)等，從而避免中斷請(qǐng)求，直接存儲(chǔ)器的存取和I/O通道之間的沖突。PCIv1.0支持33MHz的工作頻率，132MBs為最大的數(shù)據(jù)傳輸功率；PCIv2.1工作在66MHz的頻率中，最大的數(shù)據(jù)傳輸速率為264MBs或者528MBs。PCI實(shí)現(xiàn)的是隱式總線仲裁，即是可以在另一個(gè)總線設(shè)備正在執(zhí)行傳送時(shí)發(fā)送，，從而提高系統(tǒng)的傳輸性能。PCI總線的主板插槽體積比原有ISA總線插槽要小，其功能對(duì)于ISA，VESA而言有極大的改進(jìn)，它支持突發(fā)寫作并同時(shí)支持多組外圍設(shè)備。1.1.3
6、可編程邏輯器件的介紹可編程邏輯器件發(fā)展于20世紀(jì)70年代末，他是一種新型邏輯器件，他的出現(xiàn)使得以下兩個(gè)矛盾得以解決【3】：①規(guī)模大，集成度高，性能高的電路無法使用分離器件的實(shí)現(xiàn)，或是實(shí)現(xiàn)成本過于高昂。②復(fù)雜的IC生產(chǎn)成本較高，無法滿足各種低端的需求。隨著科技的發(fā)展，可編程邏輯器件也取得了進(jìn)步，成為了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要硬件基礎(chǔ)。已經(jīng)生產(chǎn)和使用的可編程邏輯器件主要有，通用正科邏輯，可編程整列邏輯，復(fù)雜可編程邏輯器件，編程只讀存儲(chǔ)器，現(xiàn)場可編程門陣列和復(fù)雜可編程邏輯器件等類型?，F(xiàn)場可編程門列陣是于GAL,PAL,CPLD,EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上研發(fā)出的產(chǎn)物，他作為一
7、種半定制電路而出現(xiàn)的，解決了定制電路的不足，并且客服了可編程器件門電路有限的缺點(diǎn)。FPGA有很高的集成度，器件的密度從數(shù)萬門到數(shù)千門不等，其可以完成較為復(fù)雜的邏輯與時(shí)序組合電路功能，適用于高密度，高速率的高端邏輯電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。1.2課題的提出及主要工作1.2.1課題的提出本設(shè)計(jì)的圖像采集卡的研究方向主要針對(duì)于耗材較少，速度較快這兩點(diǎn)，以期設(shè)計(jì)出一款簡單、廉價(jià)且性能比較好的基于PCI總線的圖像采集卡。這次采集卡的設(shè)計(jì)，目的是為了深入了解圖像采集卡的工作原理，明確其功能特性，熟練掌握其調(diào)試安裝的基本步驟，進(jìn)而為在以后的工作和學(xué)習(xí)中能夠設(shè)計(jì)出高清、高速的新型采集卡而奠
