基于SATA接口的高速圖像存儲器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著高速圖像傳感器在航空、航天等測試領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，圖像傳感器的幀頻和分辨率也得到了顯著地提升，隨之而來的是數(shù)據(jù)量的激增，這對圖像存儲器帶來了極大的挑戰(zhàn)。為了對高分辨率、高頻幀的圖像傳感器輸出的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的存儲，設(shè)計了一種基于SATA(Serial ATA)接口的高速圖像存儲器。
　　本文首先根據(jù)存儲器的各項設(shè)計指標(biāo)以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)總體方案設(shè)計。存儲器以Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA（Field-Pr

2、ogrammable Gate Array）作為核心處理器，使用Camera Link接口采集工業(yè)相機(jī)輸出的高速圖像數(shù)據(jù)，利用DDR3存儲器作為高速緩存解決了海量圖像數(shù)據(jù)的跨時鐘域傳輸問題，結(jié)合FPGA內(nèi)部的GTP高速串行收發(fā)器實現(xiàn)了SATA控制器，并將圖像數(shù)據(jù)存入SATA接口的固態(tài)硬盤之中，克服了傳統(tǒng)高速存儲器體積大、速度慢以及抗干擾能力差的缺點，并可以通過千兆以太網(wǎng)接口將存儲的圖像數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的分析與處理。然后，根據(jù)存

3、儲器系統(tǒng)的總體設(shè)計方案進(jìn)行了硬件設(shè)計以及FPGA邏輯設(shè)計，并且重點介紹了SATA協(xié)議中物理層、鏈路層、傳輸層以及命令層的FPGA實現(xiàn)方法。最后，在存儲器系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)上，使用Chipscope、IBERT等FPGA在線調(diào)試工具，對SATA鏈路信號質(zhì)量以及讀寫正確性進(jìn)行了測試，并利用工業(yè)相機(jī)的測試圖像進(jìn)行圖像回讀顯示測試。
　　最終測試結(jié)果表明，本文設(shè)計的高速圖像存儲器實現(xiàn)了對Camera Link接口輸出圖像數(shù)據(jù)的高速傳輸與存