基于usb3.0的高速图像采集处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像采集处理装置，尤其涉及一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的高速发展，摄像模块已经悄然进入到我们生活中的各个领域，如智能手机、安防监控、车载记录、航模拍摄、医疗检测、自动化精确定位等，且摄像模块在传输速度及像素等级上有了惊人的提升，个别摄像模块的像素已经达到了几千万像素；在这当中存在着一个关键点，就是要求摄像模组传输过来的图像数据能够高速、稳定、有效的上传至PC端；目前众多的图像传输设备都是基于USB2.0接口，且只是负责图像传输，接口类型比较单一，兼容性较差，同时大部分图像处理工作都集中于PC端，在PC端对图像进行存储、分析并处理，加大了 PC端工作负担，对应高像素摄像模块USB2.0接口在传输速度上已经受到一定的限制。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置。
[0004]本实用新型提供了一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置，包括负责图像数据传输的USB3.0主控模块、可编程的逻辑处理芯片、数据缓存处理模块、摄像接口、可控电源、可控时钟、USB3.0接口和数据存储芯片，其中，所述USB3.0主控模块分别与所述逻辑处理芯片、可控电源、可控时钟、USB3.0接口、数据存储芯片连接，所述逻辑处理芯片分别与所述摄像接口、数据缓存处理模块连接。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，所述数据缓存处理模块为DDR芯片。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述可控电源为具有I2C通信接口的4通道电源管理芯片AD5316。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述USB3.0主控模块为赛普拉斯CYUSB3014芯片。
[0008]本实用新型的有益效果是:通过逻辑处理芯片对图像进行处理，能输出各种指定格式的图像数据，减轻PC端的工作负担；提供各类摄像接口，能适应市场上各类摄像头；采用USB3.0传输，速度更快，和USB2.0相比，传输速度是USB2.0的8倍左右，可以作为通用的摄像模块测试装置，只需指定摄像接口、图像输出格式，即能稳定、高速地输出图像信息，便于后期对图像的处理，实用灵活、方便、效率高，有效地解决了各种图像采集与处理问题。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置的硬件框图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0011]图1中的附图标号为:USB3.0主控模块100 ;逻辑处理芯片200 ;数据缓存处理模块300 ;摄像接口 400 ;可控电源500 ;可控时钟600 ；USB3.0接口 700 ;数据存储芯片800。
[0012]为解决图像高速稳定的传输，摄像模块的接口兼容性问题，及减轻PC端的工作负担，本实用新型提出一种基于USB3.0的高速图像采集装置，能够匹配市场上各类摄像模块接口，通过此USB3.0的高速图像采集处理装置，同时能够输出指定的图像数据格式。
[0013]为了实现上述目的，如图1所示，设计一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置，包括负责图像数据传输的USB3.0主控模块100、可编程的逻辑处理芯片(FPGA)200、数据缓存处理模块300、摄像接口 400、可控电源500、可控时钟600、USB3.0接口 700和数据存储芯片(E2PR0M) 800，其中，所述USB3.0主控模块100分别与所述逻辑处理芯片200、可控电源500、可控时钟600、USB3.0接口 700、数据存储芯片800连接，所述逻辑处理芯片分别与所述摄像接口、数据缓存处理模块连接。
[0014]如图1所示，可控电源500为可编程电源管理模块，可控时钟600为可编程时钟管理模块。
[0015]如图1所示，所述数据缓存处理模块300优选为DDR芯片。
[0016]如图1所示，所述可控电源500优选为具有I2C通信接口的4通道电源管理芯片AD5316。
[0017]如图1所示，所述USB3.0主控模块100优选为赛普拉斯CYUSB3014芯片。
[0018]如图1所示，可编程的逻辑处理芯片(FPGA) 200负责接收并处理摄像模块产生的图像数据，同时负责对各类数据接口进行解码及根据PC端控制信号对数据进行格式转换，如:RAW DATA 转 RGB24，YUV 转 RGB24。
[0019]如图1所示，数据缓存处理模块300采用DDR芯片，负责存储摄像头模组输出的图像信息。
[0020]如图1所示，可编程电源管理模块(可控电源500)采用具有I2C通信接口的4通道电源管理芯片AD5316，模拟电源能够输出3.3V/2.8V/2.5V，数字电源能够输出2.8V/2.5V/1.8V，核心电源能够输出1.8V/1.5V/1.2V，负责提供给各类摄像模块所需的各路电源，包括模拟电源、数字电源、核心电源等，能够根据PC端的配置信息进行电源智能化控制。
[0021]如图1所示，可编程时钟管理模块(可控时钟600)采用具有I2C通信接口的6通道时钟管理芯片CY22150，能够输出6-48M时钟频率，负责提供给各类摄像模块特定的频率时钟，时钟频率能够根据PC端的配置信息进行智能化控制。
[0022]如图1所示，USB3.0主控模块100采用赛普拉斯CYUSB3014芯片，支持标准I2C接口，可以与外设I2C器件进行通信，可以控制上述可控电源500及可控时钟600，同时可以通过此I2C接口对摄像模块进行初始化配置，负责接收由可编程的逻辑处理芯片(FPGA) 200传输过来的图像数据，同时负责将数据发送给PC端，且需对USB3.0的高速图像采集处理装置的可控电源500及可控时钟600进行控制，使其产生特定的电源及时钟频率，同时可以对摄像模块进行初始化配置，使其输出源源不断的图像信息数据，其中，I2C接口支持模式包括:8位地址/8位数据、16位地址/8位数据、16位地址/16位数据，可以定制其他不同种类的I2C接口模式。
[0023]如图1所示，数据存储芯片(E2PR0M)800用于存储USB3.0主控模块100正常工作的固件信息。
[0024]如图1所示，摄像接口 400主要负责匹配各类摄像模块接口，包括8bit/10bit/12bit 并行口、MIPI llane\21ane\41ane、SPI 串行口。
[0025]本实用新型提供的一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置的工作原理为:所述可编程的逻辑处理芯片(FPGA) 200负责接收并处理摄像模块产生的图像数据，同时负责对各类数据接口进行解码及根据PC端控制信号对数据进行格式转换；所述数据缓存处理芯片DDR负责存储摄像头模组输出的图像信息；所述可控电源500负责提供给各类摄像模块所需的各路电源，包括模拟电源、数字电源、核心电源等，能够根据PC端的配置信息进行电源智能化控制；所述可控时钟600负责提供给各类摄像模块特定的频率时钟，时钟频率能够根据PC端的配置信息进行智能化控制；所述USB3.0主控模块100负责接收由逻辑处理芯片(FPGA)200传输过来的图像数据，同时负责将数据发送给PC端，且需对USB3.0的高速图像采集处理装置的可控电源500及可控时钟600进行控制，使其产生特定的电源及时钟频率，同时可以对摄像模块进行初始化配置，使其输出源源不断的图像信息数据，所述数据存储芯片(E2PR0M)800用于存储USB3.0主控模块100正常工作的固件信息；在此USB3.0的高速图像采集处理装置上电后，USB3.0主控模块100从数据存储芯片(E2PR0M)800中加载正常工作的固件信息，当PC端正常识别到此装置后USB3.0主控模块100从PC端获取正确的电源及时钟配置，后通过自身的标准I2C接口对摄像模块进行初始化设置，待摄像模块正常输出图像信息数据后，逻辑处理芯片(FPGA)200根据PC的接口信息标志及数据处理格式要求，对摄像模块的数据进行解码，同时对数据格式进行相应的转换，转换完后将数据存储至数据缓存处理模块300，而后逻辑处理芯片(FPGA)200通过USB3.0主控模块100的GPIF接口将缓存的数据发送给USB3.0主控模块100，USB3.0主控模块100根据图像同步信号对图像数据进行打包，将完整的一副图像数据发送给PC端。
[0026]本实用新型提供的一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置，同现有的技术相比，通过逻辑处理芯片(FPGA) 200对图像进行处理，能输出各种指定格式的图像数据，减轻PC端的工作负担；提供各类摄像接口模块，能适应市场上各类摄像头；采用USB3.0传输，速度更快，和USB2.0相比，传输速度是USB2.0的8倍左右。使用此实用新型，可以作为通用的摄像模块测试装置，只需指定摄像接口、图像输出格式，即能稳定、高速地输出图像信息，便于后期对图像的处理。实用灵活、方便、效率高，有效地解决了各种图像采集与处理问题。
[0027]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置，其特征在于:包括负责图像数据传输的USB3.0主控模块、可编程的逻辑处理芯片、数据缓存处理模块、摄像接口、可控电源、可控时钟、USB3.0接口和数据存储芯片，其中，所述USB3.0主控模块分别与所述逻辑处理芯片、可控电源、可控时钟、USB3.0接口、数据存储芯片连接，所述逻辑处理芯片分别与所述摄像接口、数据缓存处理模块连接。2.根据权利要求1所述的基于USB3.0的高速图像采集处理装置，其特征在于:所述数据缓存处理模块为DDR芯片。3.根据权利要求1所述的基于USB3.0的高速图像采集处理装置，其特征在于:所述可控电源为具有I2C通信接口的4通道电源管理芯片AD5316。4.根据权利要求1所述的基于USB3.0的高速图像采集处理装置，其特征在于:所述USB3.0主控模块为赛普拉斯CYUSB3014芯片。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于USB3.0的高速图像采集处理装置，包括负责图像数据传输的USB3.0主控模块、可编程的逻辑处理芯片、数据缓存处理模块、摄像接口、可控电源、可控时钟、USB3.0接口和数据存储芯片，其中，所述USB3.0主控模块分别与所述逻辑处理芯片、可控电源、可控时钟、USB3.0接口、数据存储芯片连接，所述逻辑处理芯片分别与所述摄像接口、数据缓存处理模块连接。本实用新型的有益效果是：能够匹配市场上各类摄像模块接口，通过此USB3.0的高速图像采集处理装置，同时能够输出指定的图像数据格式。
【IPC分类】H04N5/232, H04N7/18
【公开号】CN205051789
【申请号】CN201520699493
【发明人】刘振茂, 阳韬
【申请人】深圳市森维德电子科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月9日