基于FPGA的遠(yuǎn)程圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　以采集可見(jiàn)光圖像數(shù)據(jù)為例，上電復(fù)位期間 系統(tǒng)處于states0狀態(tài)，狀態(tài)機(jī)用外部輸入的7.375MHz時(shí)鐘同步整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，圖像的幀、行、圖像數(shù)據(jù)等信號(hào)在同步時(shí)鐘的下降沿跳變，上升沿鎖存。一幀圖像數(shù)據(jù)的大小為512×512bit，并將圖像附帶的參數(shù)信息寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)后一行(即513行)，在幀有效期間(states1、states2、 states3狀態(tài))，CLK 信號(hào)作為行計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘,每幀圖像在行有效之前有1行無(wú)效圖像信號(hào)(states1), 在states2狀態(tài)下，控制采集一幀中的前512行，在states3狀態(tài)下，采集圖象的參數(shù)信息，將圖像數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)組合為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)幀，采集完一幀圖像數(shù)據(jù)后等待下一個(gè)幀同步信號(hào)的到來(lái)。在行有效期(stML_High)控制采集一行中的512個(gè)像素點(diǎn)數(shù)據(jù)，在CLK信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù), 在數(shù)據(jù)有效期間采集完512個(gè)像素點(diǎn),等待下一個(gè)行同步信號(hào)的到來(lái),按同樣方式對(duì)下一行512像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，直至采集完一幀中的512行。

　　系統(tǒng)仿真

　　在該系統(tǒng)中，狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)是難點(diǎn)，圖5是運(yùn)用Active-HDL7.1仿真工具的狀態(tài)機(jī)仿真結(jié)果，仿真時(shí)，采用7.375MHz時(shí)鐘同步，狀態(tài)機(jī)啟動(dòng)后，計(jì)數(shù)寄存器里的數(shù)據(jù)遞減，進(jìn)而產(chǎn)生各狀態(tài)轉(zhuǎn)移滿(mǎn)足的條件，以此實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的翻轉(zhuǎn)。

　　在Active-HDL7.1中編寫(xiě)TestBench文件時(shí)，通過(guò)向組幀狀態(tài)機(jī)計(jì)數(shù)寄存器寫(xiě)數(shù)，來(lái)控制各狀態(tài)所占用的時(shí)間，利用 StartMakeFrame信號(hào)高電平啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)，各狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，狀態(tài)完成標(biāo)志就產(chǎn)生產(chǎn)生高電平跳變。

　　根據(jù)圖5的仿真結(jié)果，可以看出組幀狀態(tài)機(jī)工作正常，所有的邏輯關(guān)系也都驗(yàn)證無(wú)誤。