基于PCI总线的图像辅助测试系统硬件设计与实现

摘要

图像辅助测试技术随着电子技术、图像处理技术和计算机技术的进步得到了迅速发展，并广泛应用在空间技术、遥感技术、医学诊断、工业生产等国民经济的众多领域。本论文研究的图像辅助测试系统是将图像辅助测试技术应用于玻璃制品在线检测的系统，在对玻璃瓶的检测中利用图像处理的方法测试其垂直度偏差。本课题的研究对于将图像辅助测试技术应用于玻璃制品等工业产品的在线检测具有较大的推动作用。 在本论文中，首先介绍了图像辅助测试系统的发展状况、系统组成，并指出图像数据的正确获取、图像处理能力和数据传输速度是实现图像辅助测试系统的关键技术点。分析了高速数字信号处理器和PCI总线的发展现状，在本设计中选用TI公司生产的DSP芯片来完成数字图像的实时处理，采用PCI总线接口解决数据的高速传输问题。 其次，完成了系统硬件电路的设计与调试。给出了系统硬件电路的总体设计方案。使用视频A/D SAA7111A完成视频信号采集模块的设计；利用TMS320VC5509A DSP芯片实现数字图像处理模块的硬件电路设计；选用PCI总线专用接口芯片PCI9054完成PCI总线接口电路开发；设计了由两片大容量存储器组成的乒乓存储结构，解决了大量视频数据的缓冲问题。构建了系统视频数据采集、实时图像处理和高速数据传输的硬件平台。 最后，针对硬件电路功能完成各个模块的软件设计。主要包括FPGA中的VHDL逻辑设计和DSP中软件设计。使用Windows XP DDK在VisualC++6.0环境下完成PCI驱动程序的开发，实现了设备的创建、启动、停止、删除和数据的读写操作功能。并在Visual C++6.0环境下完成了测试应用程序的编写，对系统的视频数据采集、传输功能进行了验证，实现了数据的高速传输。 测试结果证明，本论文设计的图像辅助测试系统硬件电路工作稳定，开发的PCI设备驱动程序运行可靠，图像的处理能力和数据传输速度均达到了设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1论文研究的目的和意义

1.2图像辅助测试系统的发展和技术分析

1.3高速数字信号处理器发展现状

1.4 PCI总线发展现状

1.5论文的主要工作内容

第2章 系统硬件电路设计

2.1系统整体方案

2.2视频信号采集模块设计

2.2.1视频采集芯片SAA7111A简介

2.2.2视频采集模块组成

2.3图像处理模块设计

2.3.1 TMS320VC5509A简介

2.3.2数据读取与结果的存储

2.3.3 DSP串行引导的实现

2.4主机通信模块设计

2.4.1 PCI总线分析

2.4.2 PCI9054简介

2.4.3 PCI接口设计

2.4.4 PCI9054的配置

2.5本章小结

第3章 系统软件设计

3.1概述

3.2 FPGA逻辑设计

3.2.1视频采集逻辑设计

3.2.2 PCI接口芯片逻辑设计

3.3信号处理模块软件设计

3.3.1 DSP软件流程

3.3.2 SAA7111A的I2C接口设置软件

3.4本章小结

第4章 PCI设备驱动程序开发及应用程序设计

4.1引言

4.2 WDM设备驱动程序模型

4.3 PCI设备的WDM驱动程序层次结构与特点

4.4系统PCI接口设备驱动程序设计

4.4.1驱动程序入口和卸载例程

4.4.2设备的创建和删除

4.4.3设备的启动和停止

4.4.4读写操作

4.4.5驱动程序的其他处理

4.4.6驱动程序的安装

4.5应用程序设计

4.6软、硬件功能测试结果

4.7本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

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