北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京，100192
为了满足特殊视数据格式的红外成像设备图像采集与测试的相关需求，开发了一套低成本PCI总线图像采集系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片作为主控芯片，实现信号接收、数据处理，之后通过PCI9054将数据传送至系统上位机，上位机根据通信协议识别图像数据帧头与帧尾所在位置，并完成图像的重建与显示。实验测试结果表明，系统能够稳定实时采集100 fps的16 bit深度128×128的红外图像，满足对自定义差分输入视频信号开展实时图像采集、存储与显示的设计使用要求。
图像采集 PCI总线 FPGA FPGA PCI9054 PCI9054 image acquisition PCI bus
1 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
2 二炮驻重庆地区军事代表室, 重庆 400039
针对图像数据采集系统中的实时图像处理、多通道接入及高速数据传输需求,提出了利用TI图像处理器TMS320DM642型DSP芯片完成图像数据的处理、DMA和PCI总线图像数据传输的实现方法,介绍了TMS320DM642型DSP的PCI接口特性,以及DSP在PCI主模式下控制并启动DMA数据传输,并给出了DMA数据传输系统的实现原理、工作流程、WINDOWS系统下的PCI设备驱动和应用程序的实现方法.
图像处理 PCI总线 主模式 image processing DSP DSP PCI BUS TMS320DM642 TMS320DM642 DMA DMA master mode
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了应对实时视频图像处理复杂的现场环境条件,设计了一种通用视频图像处理系统.该系统便于扩展,可同时应用于多种不同现场环境.FPGA+DSP架构由于同时吸取了具有优秀运算性能的DSP芯片以及具有高实时性的FPGA芯片的优点而在实时图像处理领域中得到了广泛的应用,而Compact-PCI总线由于其与工业控制计算机有标准的接口而具有良好的可扩展性,通过对二者的有机结合设计了基于Compact-PCI总线的FPGA+DSP架构的通用视频图像处理系统.硬件实验表明,系统可对320×256~1 024×1 024分辨率,8~14 bits,最高帧频100 Hz的视频图像进行实时采集与处理,并通过cPCI总线实现实时控制,取得了良好的效果,表明系统可以应用于红外及可见等复杂环境中,实时性很高,处理效果好,提高了系统的应用范围.为视频信号采集处理提供了一种新的可靠解决方案.
视频图像处理 实时 Compact-PCI总线 video image process real-time FPGA FPGA DSP DSP Compact-PCI bus
介绍了一种基于仿真视频的光电跟踪器测试方案。先制作、编辑仿真视频, 并经 PCI总线下载至视频输出卡, 再统一发送至跟踪器。通过对比实时采集的跟踪器脱靶量信息、仿真图像的目标质心坐标、图像中心坐标, 判定跟踪器的跟踪准确度和稳定度, 达到对跟踪器测试目的。
仿真视频 PCI总线 WDM驱动设计 测试 simulation video peripheral component interconnect (PCI) bus windows driver model (WDM) driving design testing
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院研究生院，北京 100039
为了实时监测空间光学遥感器偏流调焦机构控制单元的工作状态，测试其性能及可靠性，设计了一种集偏流与调焦控制单元仿真测试于一体的系统。该系统并行采集控制单元的多路控制信号，基于频率检测和幅值检测的模型应用FPGA进行逻辑分析，提取控制信号的频率、幅值、转向等检测信息和编码器反馈信息；检测信息通过PCI总线传输给计算机存储和显示，闭环控制反馈信息发送给控制单元。经过信号采集实验表明：该系统能够并行采集与处理工作频率1kHz、控制电压12V的8路控制信号，由计算机实时显示各路信号的工作参数及状态，满足实时监测控制单元工作状态的需要。
光学遥感器 偏流 调焦控制 仿真测试 PCI 总线 optical remote sensor drift angle focal control simulation and test FPGA FPGA PCI bus
大连民族学院 机电信息工程学院, 辽宁 大连 116600
分析了原有时间相关单光子计数光谱仪存在的不足，提出了改进方案。研制了高速数据采集系统，采用PCI总线技术、FPGA技术，开发了高速光谱数据采集卡，取代了原有的多道分析仪，数据采集速度达到20 MB/s，比原有仪器提高了约200倍；改善了仪器的性能、减小了体积。介绍了光谱仪系统的集成和工作流程，并对仪器的性能进行分析，通过多种标准样品的试验数据分析和对比，光谱仪系统具有最高的灵敏度-单光子计数，测得荧光寿命可达到ps量级，而且可以测得时间分辨光谱。
时间相关 单光子计数 数据采集 PCI总线 荧光寿命 time-correlated single photon counting data acquisition PCI bus fluorescence lifetime 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3417
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
为了检测航天相机主动热控系统的功能、性能及可靠性,设计了主动热控仿真测试系统。依据传热学基本定律、航天器轨道理论和热控策略,给出了计算航天相机温度场的热网络数学模型,使主动热控系统能在模拟的空间热环境中连续工作,实现了对主动热控系统的闭环仿真测试。采用两个数字电位器相串联的方法模拟温度传感器的走势,得到的最大阻值为100 kΩ,精度达到10Ω,符合设计中对总电阻和电阻变化率的需求,实现了对主动热控系统的功能、性能以及可靠性的仿真测试。
航天相机 主动热控 PCI总线 闭环控制 数字电位器 space camera active thermal control PCI bus closed-loop control digital potentiometers
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
设计了一种基于PCI总线的CMOS图像传感器OV6620的驱动系统，详细介绍了PCI总线及其芯片PCI9054的特点及应用，给出了PCI总线的驱动程序和应用程序的设计方法。讨论了CMOS图像传感器OV6620的驱动研究，给出了FPGA对OV6620的驱动设计和时序。实验结果表明，基于PCI总线的图像采集系统可以大幅提高图像数据的传输速度，解决了图像采集的瓶颈问题。
PCI总线 PCI bus PCI9054 PCI9054 Windriver Windriver OV6620 OV6620
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
为实现空间相机地面集成测试系统中各专用设备精确时钟同步的要求，提出了一种以GPS卫星同步时钟为时钟源，将时间报文和脉冲信号相结合的综合对时方法。采用FPGA和VHDL设计了时间报文接收、脉冲对时、内部守时时钟及PCI本地控制逻辑等模块。利用Windows 2000/XP下的WDM框架开发了PCI总线驱动程序，实现时统卡与专用设备之间时间信息的实时传输。设计了微秒级延时的秒脉冲作备用秒输入，解决了系统工作时因GPS卫星同步时钟意外断电引起时间信息中断的技术问题。示波器测试结果表明，专用设备之间的同步时间精度≤10 μs；时间准确度≤10 μs。半年运行测试验证表明，精确时钟同步系统稳定、可靠，满足空间相机集成测试系统的实时对时需要。
空间相机 精确时钟同步 GPS卫星同步时钟 PCI总线 space camera time synchronization GPS satellite synchronous clock FPGA FPGA PCI bus
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
为了实现对各个光电探测分系统之间通讯的集成控制，基于PCI总线设计开发了通讯控制卡。首先，介绍了硬件电路的设计，包括各模块组成和现场可编程门阵列(FPGA)电路和PCI9054电路的设计。然后，阐述了PCI本地总线控制器，讨论了围绕PCI9054开发PCI系统硬件的注意事项和软件设计方法，并且介绍了通讯卡的各个功能模块。验证了通讯控制卡的各项指标，结果显示，PCI总线传输率可以达到26.3 MByte/s,最小计时为1 ms，精度为0.1 ms,8路RS-422同时工作时通讯速率为230.4 kbit/s。设计开发的通讯控制卡稳定可靠、精度高、抗干扰能力强，已经在多个重要项目中应用。
光电探测系统 PCI总线 现场可编程门阵列 photo-electrical detecting system PCI bus PCI9054 PCI9054 RS-422 RS-422 Field Programmable Gate Array(FPGA)
