基于FPGA监听与USB3.0传输的数据流高速下载方法研究

摘要

本文以监听和预处理相机内SD卡的图像数据流为目的，构建了基于FPGA监听与USB3.0传输的数据流高速下载硬件系统，对硬件系统中相机传输的数据流展开了深入研究。
　　本文工作如下:
　　为推动民用相机的工业化应用，针对民用相机原有USB2.0接口技术存在传输速率慢等问题，本文介绍了一种基于FPGA监听与USB3.0传输的图像预处理方法，在不破坏相机结构的前提下，利用FPGA强大的并行计算能力，可通过外挂监听的方式对图像数据进行实时采集与预处理操作，预处理结果可以通过USB3.0接口与上位机进行快速传输通信，从而在大幅节约了图像传输时间的同时，将部分预处理工作前置于硬件中完成，最终达到快速获取预处理归一化图像目的。与传统的USB2.0接口相比，本文设计的硬件系统具有更快的传输能力。本文详细介绍了系统的设计思路和结构，并在软件和硬件层面上分别进行了测试和实验数据验证。
　　实验结果表明系统具有接口友好、性能稳定、集成度高、使用灵活和实用性强等特点。适合在诸如机器视觉、视觉导航、立体视觉、模式识别等领域应用。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

1．4 论文的组织结构

第二章 FPGA概述及设计流程

2．1 FPGA概述

2．2 FPGA芯片介绍和选择

2．3 FPGA设计流程

2．4 本章小结

第三章 USB3．0接口相关介绍

3．1 USB3．0的基本特性

3．2 USB3．0的结构原理

3．2．1 USB3．0的针脚定义

3．2．2 USB3．0协议介绍

3．2．3 USB3．0编码方式

3．2．4 USB3．0的数据传输类型

3．3 总线枚举

3．4 本章小结

第四章 系统总体方案设计与实现

4．1 FPGA与USB3．0模块设计

4．2 监听模拟信号的数字化

4．3 CRC校验

4．4 FPGA程序设计

4．4 仿真

4．5 电路设计

4．6 本章小结

第五章 实验与数据分析

5．1 实验设备和上位机软件

5．2 实验结果对比和数据分析

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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