基于LVDS的高速圖像數(shù)據(jù)存儲器的設(shè)計與實現(xiàn)

　　3.2圖像數(shù)據(jù)分析

　　在飛行中該圖像存儲器需要在過載、噪聲等惡劣環(huán)境下工作，由于這些干擾很可能丟失一幀或者若干幀數(shù)據(jù)，為此本文經(jīng)分析接收圖像時序，為圖像數(shù)據(jù)編幀如圖7.這樣將圖像數(shù)據(jù)設(shè)定成固定的幀格式，不僅可以穩(wěn)定地循環(huán)采集，便于數(shù)據(jù)處理;而且即使由于干擾丟掉了一幀或若干幀，也不會影響幀結(jié)構(gòu)的完整性，對于整體數(shù)據(jù)分析沒有影響。這樣就保證了后續(xù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的正確性。接收一幀圖像數(shù)據(jù)的流程圖如圖8所示。

　　圖7圖像存儲數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

　　圖8接收一幀圖像數(shù)據(jù)流程圖

　　3.3圖像信息存儲設(shè)計

　　如圖9所示待存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)，1帶信息幀由1圖像幀和時標(biāo)及其他信息組成，存入Flash的為帶信息幀，但后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)給圖像壓縮單元的數(shù)據(jù)只能含有圖像幀。為此本文將FIFO設(shè)計成9位緩存模式，低8位用來存儲圖像數(shù)據(jù)圖像幀或時暢汲其他信息，最高位通過“1”或“0”來區(qū)分是圖像數(shù)據(jù)還是幀標(biāo)志。即將低8位是圖像數(shù)據(jù)的最高位置高，低8位是時標(biāo)及其他輔助信息的最高位置低，轉(zhuǎn)發(fā)時只將最高位為1的數(shù)據(jù)流發(fā)送給圖像壓縮單元。

　　圖9待存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)

　　一片K9WBG08U1M的Flash內(nèi)部有1048576頁，本文所接收的圖像數(shù)據(jù)：1圖像幀=307 200 byte，1頁容量為4 kbyte，需用75頁，所以1片F(xiàn)lash最多可存儲13981幀視頻圖像。接收圖像幀頻為100 f/s，25s接收2500幀視頻圖像，僅占Flash總?cè)萘康?%.采用上述interleavetwo-plane page program的頁編程方式，每75頁代表一幀視頻圖像數(shù)據(jù)，第76頁用來寫入每一幀的狀態(tài)信息。寫入的順序如圖10中箭頭所示。

　　圖10存儲區(qū)和圖像幀之間的映射關(guān)系

　　圖10顯示每一行有8個block，共有512頁，經(jīng)計算每一行可以完整地存儲6幀圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)圖像數(shù)據(jù)完整地寫入75頁，第76頁也寫入狀態(tài)信息時，一幀視頻圖像信息就存儲完畢了。然后Plane加1，繼續(xù)將圖像數(shù)據(jù)寫滿前75頁，第76頁寫入時標(biāo)及附加信息，依次往下寫，當(dāng)?shù)?幀圖像數(shù)據(jù)完全寫入Flash后，直接將Flash的塊地址加2，跳到下一行，按照上述操作方式，繼續(xù)寫入圖像數(shù)據(jù)，其流程圖如圖11所示。

　　圖11圖像存儲一幀數(shù)據(jù)流程圖

　　4實驗結(jié)果分析

　　如圖12為計算機終端顯示的部分圖像數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)解密后用上位機還原圖像如圖13所示，顯示的是視頻圖像中第2194幀圖像。測試結(jié)果顯示，接收數(shù)據(jù)正確無誤，還原圖像清晰完整。

　　圖12部分圖像數(shù)據(jù)(截圖)

　　圖13視頻圖像還原后得到的第2194幀圖像(截圖)

　　5結(jié)論

　　本文所設(shè)計的數(shù)據(jù)存儲器能夠?qū)崿F(xiàn)高速圖像數(shù)據(jù)的實時存儲及轉(zhuǎn)發(fā)，碼率可達40 Mbyte/s，具有高寫入帶寬和工作穩(wěn)定、可靠的特點。本設(shè)計已在相關(guān)項目中得到應(yīng)用，工作性能良好，具有一定的參考價值。