李明伟，刘 鹏

（大连理工大学 信息与通信工程学院,辽宁 大连116024）

高帧频和高分辨率的图像采集在高科技研究、工业、医疗、交通等众多领域有着广泛的应用，例如航天和军工中高速物体运动轨迹的捕捉、3D动漫、视频定位和测量、高速公路交通监控等。然而，连续的图像采集将产生巨大的数据量,要实时远程传输并存储这些图像数据，就必须解决数据量的问题。

光纤通信技术具有频带宽、损耗低、抗干扰能力强等优点，广泛应用于大量数据的远程传输。与PCI、PCI-X总线相比，PCI Express（以下简称 PCI-E）总线采用了串行点对点通信,传输速率有了很大提高，PCI-E 1.0单通道的单向速率高达 2.5 Gb/s,且最大支持32位通道[1]。最新发布的PCI-E 3.0标准将单通道速率提高到了 8 Gb/s，使得PCI-E代替传统的PCI总线成为了必然的趋势。因此，选用光纤通信技术和PCI-E总线进行传输系统设计，使得高速图像到计算机端的实时远程传输成为可能，且具有很大的研究和应用价值。

1 系统方案

系统的整体设计方案如图1所示，本文设计的高速图像数据用于传输前端光纤相机采集的图像数据。

在硬件上,采用Spartant-6 FPGA为主控器设计了PCI-E光纤卡，实现光模块的数据收发以及整个PCI-E协议，使得设计简洁紧凑且易升级。SFP光模块完成光电信号的相互转换，BPI Flash用于存储FPGA的配置数据。板上时钟源有两个，一个来自主板的125 MHz时钟，用于PCI-E协议的实现；一个是25 MHz的时钟晶振，通过PLL芯片5倍频后用于FPGA内GTP收发器的参考时钟。在主机端，开发了Windows XP下的PCI-E驱动程序和MFC应用程序，完成高速图像的接收、处理、显示以及存储等功能。……