基于usb3.0的高速圖像采集處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及圖像采集處理裝置，尤其涉及一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的高速發(fā)展，攝像模塊已經(jīng)悄然進入到我們生活中的各個領(lǐng)域，如智能手機、安防監(jiān)控、車載記錄、航模拍攝、醫(yī)療檢測、自動化精確定位等，且攝像模塊在傳輸速度及像素等級上有了驚人的提升，個別攝像模塊的像素已經(jīng)達到了幾千萬像素；在這當中存在著一個關(guān)鍵點，就是要求攝像模組傳輸過來的圖像數(shù)據(jù)能夠高速、穩(wěn)定、有效的上傳至PC端；目前眾多的圖像傳輸設(shè)備都是基于USB2.0接口，且只是負責圖像傳輸，接口類型比較單一，兼容性較差，同時大部分圖像處理工作都集中于PC端，在PC端對圖像進行存儲、分析并處理，加大了 PC端工作負擔，對應(yīng)高像素攝像模塊USB2.0接口在傳輸速度上已經(jīng)受到一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型提供了一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置。
[0004]本實用新型提供了一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，包括負責圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB3.0主控模塊、可編程的邏輯處理芯片、數(shù)據(jù)緩存處理模塊、攝像接口、可控電源、可控時鐘、USB3.0接口和數(shù)據(jù)存儲芯片，其中，所述USB3.0主控模塊分別與所述邏輯處理芯片、可控電源、可控時鐘、USB3.0接口、數(shù)據(jù)存儲芯片連接，所述邏輯處理芯片分別與所述攝像接口、數(shù)據(jù)緩存處理模塊連接。
[0005]作為本實用新型的進一步改進，所述數(shù)據(jù)緩存處理模塊為DDR芯片。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，所述可控電源為具有I2C通信接口的4通道電源管理芯片AD5316。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述USB3.0主控模塊為賽普拉斯CYUSB3014芯片。
[0008]本實用新型的有益效果是:通過邏輯處理芯片對圖像進行處理，能輸出各種指定格式的圖像數(shù)據(jù)，減輕PC端的工作負擔；提供各類攝像接口，能適應(yīng)市場上各類攝像頭；采用USB3.0傳輸，速度更快，和USB2.0相比，傳輸速度是USB2.0的8倍左右，可以作為通用的攝像模塊測試裝置，只需指定攝像接口、圖像輸出格式，即能穩(wěn)定、高速地輸出圖像信息，便于后期對圖像的處理，實用靈活、方便、效率高，有效地解決了各種圖像采集與處理問題。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置的硬件框圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0011]圖1中的附圖標號為:USB3.0主控模塊100 ;邏輯處理芯片200 ;數(shù)據(jù)緩存處理模塊300 ;攝像接口 400 ;可控電源500 ;可控時鐘600 ；USB3.0接口 700 ;數(shù)據(jù)存儲芯片800。
[0012]為解決圖像高速穩(wěn)定的傳輸，攝像模塊的接口兼容性問題，及減輕PC端的工作負擔，本實用新型提出一種基于USB3.0的高速圖像采集裝置，能夠匹配市場上各類攝像模塊接口，通過此USB3.0的高速圖像采集處理裝置，同時能夠輸出指定的圖像數(shù)據(jù)格式。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，如圖1所示，設(shè)計一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，包括負責圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB3.0主控模塊100、可編程的邏輯處理芯片(FPGA)200、數(shù)據(jù)緩存處理模塊300、攝像接口 400、可控電源500、可控時鐘600、USB3.0接口 700和數(shù)據(jù)存儲芯片(E2PR0M) 800，其中，所述USB3.0主控模塊100分別與所述邏輯處理芯片200、可控電源500、可控時鐘600、USB3.0接口 700、數(shù)據(jù)存儲芯片800連接，所述邏輯處理芯片分別與所述攝像接口、數(shù)據(jù)緩存處理模塊連接。
[0014]如圖1所示，可控電源500為可編程電源管理模塊，可控時鐘600為可編程時鐘管理模塊。
[0015]如圖1所示，所述數(shù)據(jù)緩存處理模塊300優(yōu)選為DDR芯片。
[0016]如圖1所示，所述可控電源500優(yōu)選為具有I2C通信接口的4通道電源管理芯片AD5316。
[0017]如圖1所示，所述USB3.0主控模塊100優(yōu)選為賽普拉斯CYUSB3014芯片。
[0018]如圖1所示，可編程的邏輯處理芯片(FPGA) 200負責接收并處理攝像模塊產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，同時負責對各類數(shù)據(jù)接口進行解碼及根據(jù)PC端控制信號對數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換，如:RAW DATA 轉(zhuǎn) RGB24，YUV 轉(zhuǎn) RGB24。
[0019]如圖1所示，數(shù)據(jù)緩存處理模塊300采用DDR芯片，負責存儲攝像頭模組輸出的圖像信息。
[0020]如圖1所示，可編程電源管理模塊(可控電源500)采用具有I2C通信接口的4通道電源管理芯片AD5316，模擬電源能夠輸出3.3V/2.8V/2.5V，數(shù)字電源能夠輸出2.8V/2.5V/1.8V，核心電源能夠輸出1.8V/1.5V/1.2V，負責提供給各類攝像模塊所需的各路電源，包括模擬電源、數(shù)字電源、核心電源等，能夠根據(jù)PC端的配置信息進行電源智能化控制。
[0021]如圖1所示，可編程時鐘管理模塊(可控時鐘600)采用具有I2C通信接口的6通道時鐘管理芯片CY22150，能夠輸出6-48M時鐘頻率，負責提供給各類攝像模塊特定的頻率時鐘，時鐘頻率能夠根據(jù)PC端的配置信息進行智能化控制。
[0022]如圖1所示，USB3.0主控模塊100采用賽普拉斯CYUSB3014芯片，支持標準I2C接口，可以與外設(shè)I2C器件進行通信，可以控制上述可控電源500及可控時鐘600，同時可以通過此I2C接口對攝像模塊進行初始化配置，負責接收由可編程的邏輯處理芯片(FPGA) 200傳輸過來的圖像數(shù)據(jù)，同時負責將數(shù)據(jù)發(fā)送給PC端，且需對USB3.0的高速圖像采集處理裝置的可控電源500及可控時鐘600進行控制，使其產(chǎn)生特定的電源及時鐘頻率，同時可以對攝像模塊進行初始化配置，使其輸出源源不斷的圖像信息數(shù)據(jù)，其中，I2C接口支持模式包括:8位地址/8位數(shù)據(jù)、16位地址/8位數(shù)據(jù)、16位地址/16位數(shù)據(jù)，可以定制其他不同種類的I2C接口模式。
[0023]如圖1所示，數(shù)據(jù)存儲芯片(E2PR0M)800用于存儲USB3.0主控模塊100正常工作的固件信息。
[0024]如圖1所示，攝像接口 400主要負責匹配各類攝像模塊接口，包括8bit/10bit/12bit 并行口、MIPI llane\21ane\41ane、SPI 串行口。
[0025]本實用新型提供的一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置的工作原理為:所述可編程的邏輯處理芯片(FPGA) 200負責接收并處理攝像模塊產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，同時負責對各類數(shù)據(jù)接口進行解碼及根據(jù)PC端控制信號對數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換；所述數(shù)據(jù)緩存處理芯片DDR負責存儲攝像頭模組輸出的圖像信息；所述可控電源500負責提供給各類攝像模塊所需的各路電源，包括模擬電源、數(shù)字電源、核心電源等，能夠根據(jù)PC端的配置信息進行電源智能化控制；所述可控時鐘600負責提供給各類攝像模塊特定的頻率時鐘，時鐘頻率能夠根據(jù)PC端的配置信息進行智能化控制；所述USB3.0主控模塊100負責接收由邏輯處理芯片(FPGA)200傳輸過來的圖像數(shù)據(jù)，同時負責將數(shù)據(jù)發(fā)送給PC端，且需對USB3.0的高速圖像采集處理裝置的可控電源500及可控時鐘600進行控制，使其產(chǎn)生特定的電源及時鐘頻率，同時可以對攝像模塊進行初始化配置，使其輸出源源不斷的圖像信息數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)存儲芯片(E2PR0M)800用于存儲USB3.0主控模塊100正常工作的固件信息；在此USB3.0的高速圖像采集處理裝置上電后，USB3.0主控模塊100從數(shù)據(jù)存儲芯片(E2PR0M)800中加載正常工作的固件信息，當PC端正常識別到此裝置后USB3.0主控模塊100從PC端獲取正確的電源及時鐘配置，后通過自身的標準I2C接口對攝像模塊進行初始化設(shè)置，待攝像模塊正常輸出圖像信息數(shù)據(jù)后，邏輯處理芯片(FPGA)200根據(jù)PC的接口信息標志及數(shù)據(jù)處理格式要求，對攝像模塊的數(shù)據(jù)進行解碼，同時對數(shù)據(jù)格式進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完后將數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)緩存處理模塊300，而后邏輯處理芯片(FPGA)200通過USB3.0主控模塊100的GPIF接口將緩存的數(shù)據(jù)發(fā)送給USB3.0主控模塊100，USB3.0主控模塊100根據(jù)圖像同步信號對圖像數(shù)據(jù)進行打包，將完整的一副圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給PC端。
[0026]本實用新型提供的一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，同現(xiàn)有的技術(shù)相比，通過邏輯處理芯片(FPGA) 200對圖像進行處理，能輸出各種指定格式的圖像數(shù)據(jù)，減輕PC端的工作負擔；提供各類攝像接口模塊，能適應(yīng)市場上各類攝像頭；采用USB3.0傳輸，速度更快，和USB2.0相比，傳輸速度是USB2.0的8倍左右。使用此實用新型，可以作為通用的攝像模塊測試裝置，只需指定攝像接口、圖像輸出格式，即能穩(wěn)定、高速地輸出圖像信息，便于后期對圖像的處理。實用靈活、方便、效率高，有效地解決了各種圖像采集與處理問題。
[0027]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，其特征在于:包括負責圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB3.0主控模塊、可編程的邏輯處理芯片、數(shù)據(jù)緩存處理模塊、攝像接口、可控電源、可控時鐘、USB3.0接口和數(shù)據(jù)存儲芯片，其中，所述USB3.0主控模塊分別與所述邏輯處理芯片、可控電源、可控時鐘、USB3.0接口、數(shù)據(jù)存儲芯片連接，所述邏輯處理芯片分別與所述攝像接口、數(shù)據(jù)緩存處理模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)緩存處理模塊為DDR芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，其特征在于:所述可控電源為具有I2C通信接口的4通道電源管理芯片AD5316。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，其特征在于:所述USB3.0主控模塊為賽普拉斯CYUSB3014芯片。
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于USB3.0的高速圖像采集處理裝置，包括負責圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB3.0主控模塊、可編程的邏輯處理芯片、數(shù)據(jù)緩存處理模塊、攝像接口、可控電源、可控時鐘、USB3.0接口和數(shù)據(jù)存儲芯片，其中，所述USB3.0主控模塊分別與所述邏輯處理芯片、可控電源、可控時鐘、USB3.0接口、數(shù)據(jù)存儲芯片連接，所述邏輯處理芯片分別與所述攝像接口、數(shù)據(jù)緩存處理模塊連接。本實用新型的有益效果是：能夠匹配市場上各類攝像模塊接口，通過此USB3.0的高速圖像采集處理裝置，同時能夠輸出指定的圖像數(shù)據(jù)格式。
【IPC分類】H04N5/232, H04N7/18
【公開號】CN205051789
【申請?zhí)枴緾N201520699493
【發(fā)明人】劉振茂, 陽韜
【申請人】深圳市森維德電子科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月9日