【正文】 else ns_ccd=s3_ccd。 parameter s6_ccd=439。b0010。 reg[19:0] count_linepixel。 4） Camera link 驅(qū)動：把由數(shù)據(jù)傳輸模塊來的數(shù)據(jù)，按照 camera link 的協(xié)議傳 至上位機(jī)。 外部信號既可以通過 IOB 模塊的存儲單元輸入到 FPGA 的內(nèi)部，也能不用通過 IOB 直接輸入 FPGA 內(nèi)部，如圖 37 所示。內(nèi)嵌功能模塊主要指 DLL、 PLL（ DLL 和 PLL 在倍頻和分頻是時高精度、抖動低并能控制占空比和調(diào)整移相等）、 DSP 和 CPU 等軟處理核（ Soft Core）。如 圖 38 所示在 Xilinx 公司的 FPGA 器件中， CLB 由多個相同的 Slice 和附加邏輯構(gòu) 成。圖 32 是 WM8200 的內(nèi)部原理框圖。 CCD 接口電路示意圖如圖 31 所示。 （ 2）首先啟動驅(qū)動程序，之后在內(nèi)部的控制電路的控制下帶動裝著光學(xué)系統(tǒng) 和 CCD 的掃描頭與圖稿以相對運(yùn)動的方式來完成掃描。 線掃描的掃描儀用運(yùn)動的方式取得面積圖像，即被測物運(yùn)動到相機(jī)視場，通 過硬件發(fā)送觸發(fā)信號采集。 圖 21 掃描儀物理結(jié)構(gòu)與工作原理 采用 CCD 和鏡頭的大幅面掃描儀成像原理如圖 12 所示 [4] 。對于軟件的 結(jié)構(gòu)，基本上可以分為兩個階段，一，高層設(shè)計，關(guān)鍵是設(shè)計軟件的結(jié)構(gòu)。在我國高速發(fā)展的今天，很多行業(yè)要求對大幅面的資料進(jìn)行存檔， 因此對大幅面掃描儀的需求更是日益增加，同時促進(jìn)了對大幅面掃描儀的研發(fā)與 生產(chǎn)。大幅面掃描儀的主要工作是完成把圖像的光信號轉(zhuǎn)換模擬信號，之后再轉(zhuǎn) 換成計算機(jī)能夠識別的數(shù)字信號。二， 詳細(xì)設(shè)計，主要是進(jìn)行界面，數(shù)據(jù)管理等設(shè)計。 圖 22 大幅面掃描儀光電系統(tǒng)成像示意圖 1 第一章 引言 課題的來源及其意義 如果要想將照片，圖紙，文稿等實(shí)物數(shù)字化，變成計算機(jī)可以顯示、編輯、 存貯的格式，那么，就需要這樣一 種數(shù)字化的輸入設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，它就是掃描儀。 光源 因?yàn)?，光源可以影響圖像的質(zhì)量，為了將物與背景進(jìn)行區(qū)別，需要明亮、穩(wěn) 定、均勻的光源。 （ 3）照射到被掃描物上的光線被反射之后經(jīng)很窄的縫隙，形成光帶，被一組 反光鏡反射，由透鏡進(jìn)入分光鏡，之后各自的 CCD 上被投射經(jīng)過三色濾色鏡分解 成的紅綠藍(lán)光帶。 從圖 31 可以看出，在設(shè)計接口電路時要提供電源接口、控制接口、輸出接口 以及相應(yīng)的模式配置?？梢钥闯?， CCD 輸出的三路模擬信號分別通過 RINP、 GINP、 BINP 進(jìn)入芯片，然后通過 RLC（復(fù)位電平鉗位）去除信號中的直 流成分，接著進(jìn)行 CDS（相關(guān)雙采樣）處理，再通過 OFFSET DAC 調(diào)節(jié)信號的偏 置，之后經(jīng)過 PGA 放大到適合 A/D 模塊的輸入線性范圍，再通過 MUX（多路選 擇器）分時將處理后的模擬信號送入 A/D 模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后根據(jù)配置的輸出方 式將數(shù)字信號輸出。組合邏輯、時序邏輯，分布式 RAM 和分布式 ROM 均可由每個 CLB 模塊實(shí) 現(xiàn)。 DLL 的結(jié)構(gòu)如圖 310 所示。當(dāng)通過 IOB 模塊的存儲單元，外部信 號輸入到 FPGA 內(nèi)部時，可降低其保持時間。 5） A/D 配置模塊：按照芯片手冊的資料，把配置信息寫入 A/D 芯片的配置寄 存器，使之按照預(yù)定的工作方式工作。 parameter t2_ccd=839。//2 parameter linepixel=2039。b0110。 end s3_ccd: begin if(count_t3_ccdt3_ccd) ns_ccd=s3_ccd。 end end s2_ccd: begin if(count_t2_ccdt2_ccd) ns_ccd=s2_ccd。b0101。//3 parameter t9_ccd=439。 reg[3:0] count_t9_ccd。 21 3）數(shù)據(jù)傳輸控制模塊：把由 A/D 驅(qū)動模塊送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，把數(shù)據(jù)按照 操作地址的方式交替的寫入 RAM，之后，再交替的傳給 camera link 驅(qū)動模塊。如今， I/O 口可以支持和高的頻率，一些高端的 FPGA 支持高達(dá) 2 Gbps 的數(shù)據(jù)速率 [19] 。 (6) 底層內(nèi)嵌功能單元 現(xiàn)在的 FPGA 擁有越來越豐富的內(nèi)嵌功能單元，使其可成為系統(tǒng)級的設(shè)計工 具，因其具備了軟硬件聯(lián)合設(shè) 計的能力?？梢苑奖愕呐渲贸山M合邏輯 RAM 等電 路， 高度靈活的開關(guān)矩陣可以對其進(jìn)行配置，以便處理組合邏輯、 RAM 等。 WM8200 強(qiáng)大的功能在于能夠?qū)崿F(xiàn)模擬前端信號處理和 A/D 的高速轉(zhuǎn)換。根據(jù) CCD 器件手冊， CCD 接口電路要提供以下配置： （ 1） CCD 工作電壓和參考電壓接口； （ 2） CCD 觸發(fā)信號接口； （ 3） CCD 驅(qū)動時鐘接口； CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) _碩士學(xué)位論文 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) _碩士學(xué)位論文 （ 4） CCD 模擬輸出接口。 掃描儀工作流程 掃描儀工作步驟如下： （ 1）在掃描儀的進(jìn)紙口處放入將希望被欲掃描的紙張。 5 圖像采集系統(tǒng) 圖像采集卡 Matrox 公司的 SoliosXCL 圖像采集卡被課題采用，該圖像采集卡自帶處理器處 理及兩個獨(dú)立基模式或一個中模式 Camera Link 配置、 66 MHz 采集速率、 64 MB 緩沖器、可以采集面陣和線陣攝像頭，并具有多種采集模式。掃描儀的三個主要部分分別是：掃描頭、步進(jìn)電機(jī)、主 板 ，幾個部分協(xié)同工作，這樣，計算機(jī)可以識別由光信號轉(zhuǎn)換成的電信號。 一個軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清 晰化了，對軟件的開發(fā)是有很大幫助的。s timing design including the driver and configuration of the digitaltoanalog conversion chip. This is the important factor to the image quality. Converting the optical signal to the analog signal laid a foundation to enhance image quality which is the key to largeformat scanning. The second part is about the upper software system development. About this the paper introduced the demand, the division of the functional modules of the software and the threetier structure of the largeformat scanner software system firstly. Then the paper detailed the scanning interface design and implementation, focused on the design ideas of the multithreaded parallel data acquisition and memory management strategy to deal with the large amount of image data. This content is directly related to the focus of the user application experience of the largeformat scanner, also is the the focal point to theIV 目 錄 第一章 引言 .................................................................................................................. 1 課題的來源及其意義 .......................................................................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 ...................................................................................... 1 研究的主要內(nèi)容 .................................................................................................. 2 論文的組織結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排 .............................................................................. 2 本章小結(jié) .............................................................................................................. 3 第二章 多 CCD 掃描儀概述 ....................................................................................... 4 掃描儀的原理 ...................................................................................................... 4 圖像采集系統(tǒng) ...................................................................................................... 5 圖像采集卡 ..................................................................................................... 5 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) _碩士學(xué)位論文 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) _碩士學(xué)位論文 光源 ................................................................................................................. 5 光學(xué)系統(tǒng)對成像質(zhì)量的影響因素 ................................................................. 6 掃描儀性能參數(shù) .................................................................................................. 6 掃描儀工作流程 .................................................................................................. 6 奧普易掃描儀的特性描述 .................................................................................. 7 本章小結(jié) .............................................................................................................. 9 第三章 多 CCD 掃描儀硬件驅(qū)動軟件系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn) ......................................... 10 CCD 及 A/D 外圍驅(qū)動電路設(shè)計 ...................................................................... 10 CCD 外圍電路設(shè)計 ...................................................................................... 10 WM8200 功能與特性 ....................................................................................11 WM8200 外圍電路設(shè)計 ............................................................................... 13 基于 FPGA 圖像采集驅(qū)動軟件設(shè)計的特點(diǎn) ...............................................