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基于Camera Link总线的CCD高速图像采集技术*

2011-01-25程祖桥季凯帆王传军

天文研究与技术 2011年4期

程祖桥,邓 辉,王 锋,,梁 波,季凯帆,王传军,许 骏

(1.昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室室,云南 昆明 650051;2.中国科学院云南天文台,云南 昆明 650011)

天文图像采集与处理是天文技术与方法研究中的一个重要组成部分。近年来,随着CCD(电荷耦合元件)技术的发展,具备高速度、高分辨率、高可靠性的新一代CCD探测器不断涌现,在极大推动天文技术发展的同时,也对CCD采集中的总线技术与软件技术提出了更高的要求。

总线是数据传输的载体,其可用性直接影响着整个图像采集的速度与可靠性。视频图像实时传输常用的总线主要有千兆以太网(GigaEthernet)、IEEE 1394(Firewire-火线)、Camera Link总线以及USB总线。4种总线定位特点明显,优势各异。根据新一代天文高速、全频段观测的要求,在现阶段对Camera link总线进行分析、对比,给出基于Camera link总线的高速CCD图像采集方法,具有明显的实用价值。

1 Camera Link总线

Camera Link总线是一个工业高速串口数据和连接标准,它是由Basler、Cognex、Coreco、DALSA、Data Translation、Datacube、Matrox、National Instruments、PULNiX America等13家数码相机供应商和图像采集公司在2000年10月联合推出的[1],旨在为数码相机和个人计算机间的高速、高精度数字传输提供一种标准。标准的基础是美国National Semiconductor公司的驱动平板显示器的Channel Link技术[2]。

根据应用要求的不同,Camera Link标准提供了基本架构(Base Configuration)、中阶架构(Medium Configuration)和完整架构(Full Configuration)3种讯号接脚规范[2]。目的在于解决数据传输速率问题。目前在Base Configuration和Full Configuration接脚规范中,最高传输速率可达2.38 Gb/s和7.14 Gb/s[1]。根据CCD采集的速度和分辨率的要求,可以选择不同的接脚规范,以满足不同的要求。

千兆以太网(GigaEthernet)、IEEE 1394(Firewire-火线)、Camera Link总线以及USB总线中是目前最为常见的技术,有不同的厂商分别在这4种技术上实现了高速CCD的信号采集与控制。……

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