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如何使用FPGA和DSP实现高速CCD信号采集处理系统的设计
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2019-11-21
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随着半导体技术的发展和数据采集系统的广泛应用，人们对CCD图像采集系统的要求日益提高，传统的CCD图像采集系统由于数据处理时间而限制系统测量速度，已不能满足动态目标的识别和实时快速检测的需要。本文设计了一套高速线阵CCD信号采集系统，采用FPGA+DSP的数字处理方案，能满足光信号的实时识别和处理，可用于研究静态和动态小粒子的光散射彩虹特性。
本文采用模块化设计将系统分成CCD信号采集板和数字信号处理板两个部分。利用CPLD器件实现了CCD驱动时序脉冲的设计，针对不同光强环境设计了利用拨码开关实现对CCD积分时间的修改方法。利用FPGA的复杂逻辑可编程特性及DSP的高速数字信号处理特性来完成图像的快速采集、存储及数据处理。与上位机的数据传输接口采用了USB传输及网络传输方案，充分发挥了USB的即插即用、快速传输功能及网络传输的远距离传输、远程访问、信息共享优势。
USB采用了Slave FIFOs传输工作模式，编写了用于FPGA与USB之间数据传输的同步Slave FIFOs传输状态机程序。
论文已完成线阵CCD信号采集处理系统的电路设计与制作及部分软件调试，并初步应用在了研究小粒子光散射彩虹特性的彩虹测量实验，可实现对动态目标的空间光强分布实时测量。
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