基于FPGA的机器视觉设计

Gige Vision的核心由内存控制器、吉比特以太网MAC、控制微处理器和一个视频处理单元组成。
        Gige Vision核提供了吉比特以太网MAC接入系统的其余部分，处理Gige Vision数据流通道，对GigeVision通道再发送申请包进行解码，并提供一个嵌入式CPU的网络接口。CPU处理了除Gige Vision数据流控制以外的所有网络协议。内存控制器作为特殊的视频帧缓冲区，它不是缓冲输入的视频帧，而是把它们分成可供网络传输和实现Gige Vision数据流协议的部分处理包重发送功能的较小区域。
         FPGA中与计算机相连的部分使用的是FingerLakes Engineering为Xilinx开发的Phantom TriMode MAC IP核。它与Gige Vision IP核集成在一起，充分应用1 Gb／x Rx／Tx速率，支持IPv4，IPv6，Jumbo Packet和MDIO。Phantom核具有独特的重新计时路径，从而能降低时钟缓冲器计数值同时简化核的集成度，对于低成本的Spartan器件和高性能的Virtex构架都是理想的选择。

2．4 主机接口设计
        本方案中使用吉比特以太网与计算机连接，计算机上需安装Visual Applets软件。
        Visual Applets是由Silicon Software开发的一款软件，可完全兼容Xilinx的FPGA。Visual Applets完成了一个极其强大、灵活、快速和优化的Gige Vision开发平台，它使不熟悉FPGA的机器视觉专家也能简单地操作这个系统。
        Silicon Software开发的Visual Applets为最先进的FPGA设计工具，经由易学易用的图形接口，可以开发出图像处理专用的FPGA confi guration，即所谓的applet。
借由Visual Applets可以：
(1)使影像卡变成一个高效能的影像处理器；
(2)现代FPGA的潜能可由任何使用者自行发挥；
(3)影像处理的解决方案可在数分钟内完成；
(4)达成硬件阶层的快速开发。
       使用Visual Applets，不必拥有较深的硬件知识，如数字电路、时间分析、FPGA硬件设计语言。使用VisuaI Applets只要将各个处理模块之问作链接，各种链接的兼容性可实时显示，各模块间能以不同的位相关系作链接，同时也能评估系统需求资源与数据带宽分析，甚至于分析每个模块连接点之间的流量，快速找到设计瓶颈。设计完成后，产生编译档只要几分钟的时间，期间不需要任何人工动作，Applet可立即在microDisplay中使用并进行参数设定，同时也会自动产生一个Visual C++ SDK project。

3 结语
       本文根据以FPGA芯片为核心设计了一种通用的机器视觉系统，可以应用到产品生产线、车辆智能监控管理等各种场合。采用最新的高性能视觉标准和国际知名大公司开发的IP核以及主机Visual Applets软件的使用极大地提升了系统的性能、可靠性。