技术摘要：
一种控制微纳相机数据高速传输的系统，包括：CameraLink接口模块、数据接收模块、CAN指令解析及控制模块、DDR多端口控制器模块、数据发送模块；本发明通过CameraLink接口模块完成相机图像数据的采集、相位调整与同步，实现对传输速率、分辨率较高图像数据的快速处理；C  全部
背景技术：
近年来，随着微纳遥感相机的迅速发展，微纳卫星已经成为全球卫星技术的发展 趋势之一，这也对微纳相机控制器提出了更高的要求。由于微纳卫星具有开发周期短，体积 小，轻量化，低功耗，任务复杂等特点，设计一种可靠性高，体积小，轻量化的微纳相机控制 器已经成为必然趋势。 以往国内相机控制器多由DSP等处理器或嵌入TSC695F控制芯片等实现，以DSP作 为主控制器完成指令的收发实现对相机的控制；或采用TSC695F和FPGA作为控制部件实现 相机控制器系统，以TSC695F为核心处理器，FPGA辅助其实现相关功能和外围接口扩展，两 者结合实现对相机的控制。然而，这些方法都存在着结构复杂、可靠性差、体积、重量和功耗 大等问题，无法满足微纳遥感卫星可靠性高、体积小、轻量化、功耗低等要求。当前工业相机 图像传输具有多种接口类型，如USB，GIGE千兆网等。由于微纳相机图像分辨率，数据速率不 断快速增长，已经无法满足高速图像传输的要求。
技术实现要素：
鉴于上述方法结构复杂、可靠性差、功耗高等问题，提出了一种克服上述问题或者 至少部分地解决上述问题的一种控制微纳相机数据高速传输的系统和方法。 本发明提出的技术方案如下： 一种控制微纳相机数据高速传输的系统，包括： CameraLink接口模块、数据接收模块、CAN指令解析及控制模块、DDR多端口控制器 模块、数据发送模块；其中， CameraLink接口模块，用于微纳相机与数据接收模块进行通信，将微纳相机获取 到的图像数据发送给数据接收模块； 数据接收模块，用于接收微纳相机发送的图像数据，并将所述图像数据发送给DDR 多端口控制器模块；还用于接收星务系统发送的CAN指令和广播数据，并将所述广播数据和 CAN指令发送给CAN指令解析及控制模块； CAN指令解析及控制模块，用于解析星务系统发送的广播数据和CAN指令，通过CAN 指令与FPGA进行交互，完成对相机的控制；将解析后的广播数据发送给数据发送模块； DDR多端口控制器模块，用于接收数据接收模块发送的图像数据，并将所述图像数 据发送给数据发送模块； 数据发送模块，用于接收图像数据和广播数据进行复接，根据不同模式按照 CameraLink协议进行拼接，完成数据的发送。 进一步地，还包括同步模块，所述同步模块输入端与CameraLink接口模块连接，输 4 CN 111556246 A 说　明　书 2/5 页 出端与数据接收模块连接，用于将CameraLink接口模块传输的图像数据进行相位同步，保 证数据接收模块接收到的图像数据准确。 进一步地，同步模块同步过程为：将三路信号经过IDELAY动态延时链调整信号的 相位关系，将每路时钟信号送入IBUFG模块，将每路的图像信号送入IDDR中选择时钟上升沿 采样数据；最后将三路CameraLink图像信号存储到三个双端口RAM中。 进一步地，将三路CameraLink图像信号存储到三个双端口RAM中，具体过程为：采 用乒乓模式操作，每当一行图像数据存储完成之后会产生一个存储完成标志信号，当接收 到三个通道RAM存储完成标志信号同时拉高，同时读出刚存储的一行图像数据，实现数据的 同步及转换到本地时钟域下，并且在读RAM的同时在RAM中存入下一行的图像数据。 进一步地，CAN指令解析及控制模块，具体工作过程为：接收星务系统发送的CAN指 令之后将指令缓存在FIFO中，FPGA软核查询FIFO中数据量，当FIFO缓存一帧数据，读取一帧 数据，按照星务与相机之间的遥测遥控数据协议解析执行相应的命令并转发给逻辑实现控 制FPGA内部功能，向微纳相机发送相应的命令实现对相机不同模式的参数配置和根据不同 参数改变曝光时间。 进一步地，可以通过CameraLink线缆中串口向相机发送相应的命令。 进一步地，所述DDR多端口控制器模块，满足缓存一整幅图的要求，并且模式切换 后能够保证上一幅图完整无残留的全部传输给下一级。 本发明公开了一种控制微纳相机数据高速传输的方法，包括： 微纳相机获取图像数据，并通过CameraLink接口发送给数据接收模块； 数据接收模块接收微纳相机发送的图像数据，并将所述图像数据发送给DDR多端 口控制器模块； 数据接收模块接收星务系统发送的CAN指令，并将所述指令发送给CAN指令解析及 控制模块； CAN指令解析及控制模块解析星务系统发送的广播数据和CAN指令，通过CAN指令 与FPGA进行交互，完成对相机的控制；将解析后的广播数据发送给数据发送模块； DDR多端口控制器模块接收数据接收模块发送的图像数据，并将所述图像数据发 送给数据发送模块； 数据发送模块接收图像数据和广播数据进行复接，根据不同模式按照CameraLink 协议进行拼接，完成数据的发送。 进一步地，微纳相机获取图像数据，并通过CameraLink接口发送给数据接收模块， 还会对图像数据进行同步处理，具体位置：将三路信号经过IDELAY动态延时链调整信号的 相位关系，将每路时钟信号送入IBUFG模块，将每路的图像信号送入IDDR中选择时钟上升沿 采样数据；最后将三路CameraLink图像信号存储到三个双端口RAM中。 进一步地，CAN指令解析及控制模块解析星务系统发送的CAN指令，具体过程为：接 收星务系统发送的CAN指令之后将指令缓存在FIFO中，FPGA软核查询FIFO中数据量，当FIFO 缓存一帧数据，读取一帧数据，按照星务与相机之间的遥测遥控数据协议解析执行相应的 命令并转发给逻辑实现控制FPGA内部功能，向微纳相机发送相应的命令实现对相机不同模 式的参数配置和根据不同参数改变曝光时间 本发明与现有技术相比至少具有以下有益效果： 5 CN 111556246 A 说　明　书 3/5 页 本发明提出的一种控制微纳相机数据高速传输的系统，采用FPGA为控制核心，通 过CameraLink接口模块完成相机图像数据的采集、相位调整与同步，实现对传输速率、分辨 率较高图像数据的快速处理；CAN总线指令解析及控制模块，通过FPGA软核解析星务管理系 统发送的广播和控制指令，替代传统DSP处理器或TSC695F控制芯片，结构更加简单、功耗更 低；DDR多端口控制器模块对图像数据进行缓存，使系统更加稳定，减少FPGA片上RAM资源的 使用。本发明能够对时钟频率80MHz，帧频20fps，分辨率5120x5120视频图像进行实时采集 与处理，速率高达500MB/s，功耗低于20瓦，采用三层结构大大减小微纳相机控制器体积，符 合微纳相机控制器的体积小的要求。系统传输速率高，工作稳定可靠，可扩展性强。 附图说明 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。 在附图中： 图1是本发明实施例1中，一种控制微纳相机数据高速传输的系统结构图； 图2是本发明实施例1中，同步模块工作原理示意图； 图3是本发明实施例2中，一种控制微纳相机数据高速传输的方法流程图。