本实用新型涉及采集传输系统技术领域，更具体的说是涉及一种基于fpga的图像数据光纤传输系统。
背景技术：
当代社会伴随着科技发展在数字化、信息化方向上不断进步，人们对信息的获取已成为生产生活中不可或缺的环节，尤其是图像的传输。传统通信方式不足以满足远程医疗领域中高速大容量图像数据传输的实时性和可靠性要求。
光纤传输作为一种高速数据传输技术弥补了传统传输方式的很多不足，可以实现远程图像高速高质量实时传输的需求。因此，提供一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，克服现有技术存在的困难是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，为解决传输实时性和可靠性差的问题，本实用新型提供了一种基于fpga的图像数据光纤传输系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，包括：
fpga处理器、图像数据采集模块、显示器模块、光纤通信模块和数据存储模块；
所述图像数据采集模块、所述显示器模块、所述光纤通信模块和所述数据存储模块分别与所述fpga处理器通信连接。
优选的，所述fpga处理器包括：相机寄存器配置模块、图像数据接收模块、数据乒乓缓存模块、数据发送模块、数据接收模块、图像处理模块和显示模块；
所述fpga处理器通过所述显示模块与所述显示器模块连接；
所述fpga处理器通过所述图像数据接收模块与所述图像数据采集模块的第一通信端口连接；
所述fpga处理器通过所述相机寄存器配置模块与所述图像数据采集模块的第二通信端口连接；
所述fpga处理器通过所述数据乒乓缓存模块与所述数据存储模块连接；
所述图像数据接收模块、所述数据乒乓缓存模块和所述数据乒乓缓存模块依次连接；
所述数据接收模块、所述图像处理模块和所述显示模块依次连接。
优选的，所述光纤通信模块为光电转换模块。
优选的，所述光纤通信模块包括第一sfp光单元、第二sfp光单元和光纤；其中，所述第一sfp光单元和所述第二sfp光单元通过所述光纤通信连接。
优选的，所述光纤通信模块通过所述第一sfp光单元与所述fpga处理器的所述数据发送模块连接，所述光纤通信模块通过所述第二sfp光单元与所述fpga处理器的数据接收模块连接，实现所述数据发送模块和所述数据接收模块的通信。
优选的，所述第一sfp光单元和所述第二sfp光单元与所述fpga处理器的连接端口为lc接口。
优选的，所述图像数据采集模块为cmos图像数据采集模块，具体为cmos相机。
优选的，所述显示模块为vga显示模块。
优选的，所述显示器模块为vga显示器模块，具体为vga显示器。
优选的，所述数据存储模块为ddr3sdram存储器。
优选的，所述ddr3sdram存储器包括4gbit(256m*16bit)ddr3sfram芯片。
优选的，所述fpga处理器为artix-7系列(xc7a100t-2fgg484i)fpga。
本实用新型所实现的有益效果：
本实用新型提供的基于fpga的图像数据光纤传输系统，对基于fpga的高速图像光纤传输系统进行了初步探索，在图像采集系统的基础上利用数据包实现了图像数据的高速实时传输和校验，整个系统具有较强的实时性和较高的可靠性，对实际远程医疗系统等的设计具有参考意义。
附图说明
图1为本实用新型基于fpga的图像数据光纤传输系统框架图；
图2为本实用新型基于fpga的图像数据光纤传输系统内部设计框架图；
图3为本实用新型基于fpga的图像数据光纤传输系统中光纤数据发送状态机状态转移流程图；
图4为本实用新型基于fpga的图像数据光纤传输系统中图像数据采集流程图；
图5为本实用新型基于fpga的图像数据光纤传输系统中ddr3sdram存储器数据存储流程图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
参见附图1所示，本实用新型实施例公开了一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，包括：fpga处理器、图像数据采集模块、显示器模块、光纤通信模块和数据存储模块。其中，图像数据采集模块、显示器模块、光纤通信模块和数据存储模块分别与fpga处理器通信连接。
参照附图2所示，本实用新型实施例公开了一种基于fpga的图像数据光纤传输系统的内部设计框图，其中，fpga处理器包括：相机寄存器配置模块、图像数据接收模块、数据乒乓缓存模块、数据发送模块、数据接收模块、图像处理模块和显示模块。
fpga处理器通过显示模块与显示器模块连接；fpga处理器通过图像数据接收模块与图像数据采集模块的第一通信端口连接；fpga处理器通过相机寄存器配置模块与图像数据采集模块的第二通信端口连接；fpga处理器通过数据乒乓缓存模块与数据存储模块连接；图像数据接收模块、数据乒乓缓存模块和数据乒乓缓存模块依次连接；数据接收模块、图像处理模块和显示模块依次连接。
光纤通信模块为光电转换模块。
光纤通信模块包括第一sfp光单元、第二sfp光单元和光纤；其中，第一sfp光单元和第二sfp光单元通过光纤通信连接。
光纤通信模块通过第一sfp光单元与fpga处理器的数据发送模块连接，光纤通信模块通过第二sfp光单元与fpga处理器的数据接收模块连接，实现数据发送模块和数据接收模块的通信。
第一sfp光单元和第二sfp光单元与fpga处理器的连接端口为lc接口。
图像数据采集模块为cmos图像数据采集模块，具体为cmos相机。显示模块为vga显示模块。显示器模块为vga显示器模块，具体为vga显示器。数据存储模块为ddr3sdram存储器，包括4gbit(256m*16bit)ddr3sfram芯片。fpga处理器为artix-7系列(xc7a100t-2fgg484i)fpga。
参照附图3所示，本实用新型公开了基于fpga的图像数据光纤传输系统中光纤数据发送状态机状态转移流程，图像数据从ddr3sdram存储器中以vga时序读出后，首先经过fifo实现时钟域和位宽转换，从vga时钟域的16bit数据缓冲至发送时钟域的32bit数据；随后对数据打包处理，首先在每一帧的帧同步信号到来时发送包头指示帧开始，接着发送包序号来记录数据包个数；在每一行数据到来和发送完时发送行开始和行结束信号表示数据有效，发送完一帧图像后发送帧结束作为包尾；其余时间发送时钟修正数据保证数据连续，这样就实现了并行图像数据的串行化。
参照附图4所示，本实用新型公开了基于fpga的图像数据光纤传输系统中图像数据采集过流程图，接收传感器输出的同步信号和像素数据，拼接后缓存至ddr3sdram存储器，并在每一帧到来时产生数据乒乓缓存所需的地址索引，完成对ov5640相机图像的采集。
参照附图5所示，本实用新型公开了基于fpga的图像数据光纤传输系统中ddr3sdram存储器数据存储流程，数据乒乓缓存模块用于ddr3sdram存储器，负责驱动外部ddr3sdram存储器，并对相机输出的图像数据进行乒乓缓存。选择使用xilinx开发商提供的mig存储ip核对ddr3sdram存储器进行控制，同时为了简化设计流程，开发出通用灵活的用户接口，在设计migip核时使能了axi4接口选项，这样就可以简便地把ddr3sdram存储器的突发读写请求信号转换成axi总线请求，用户只需通过总线转换程序和migip的axi总线接口连接，就可以直接通过axi总线来访问ddr3sdram存储器的存储空间。对于axi总线转换程序，在设计时通过帧读写控制逻辑将其封装成fifo接口，用户只需输入读写地址、读写使能、读写请求和数据就可以方便地使用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，其特征在于，包括：
fpga处理器、图像数据采集模块、显示器模块、光纤通信模块和数据存储模块；
所述图像数据采集模块、所述显示器模块、所述光纤通信模块和所述数据存储模块分别与所述fpga处理器通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，其特征在于，
所述fpga处理器包括：相机寄存器配置模块、图像数据接收模块、数据乒乓缓存模块、数据发送模块、数据接收模块、图像处理模块和显示模块；
所述fpga处理器通过所述显示模块与所述显示器模块连接；
所述fpga处理器通过所述图像数据接收模块与所述图像数据采集模块的第一通信端口连接；
所述fpga处理器通过所述相机寄存器配置模块与所述图像数据采集模块的第二通信端口连接；
所述fpga处理器通过所述数据乒乓缓存模块与所述数据存储模块连接；
所述图像数据接收模块、所述数据乒乓缓存模块和所述数据乒乓缓存模块依次连接；
所述数据接收模块、所述图像处理模块和所述显示模块依次连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，其特征在于，
所述光纤通信模块为光电转换模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，其特征在于，
所述光纤通信模块包括第一sfp光单元、第二sfp光单元和光纤；其中，所述第一sfp光单元和所述第二sfp光单元通过所述光纤通信连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，其特征在于，
所述光纤通信模块通过所述第一sfp光单元与所述fpga处理器的所述数据发送模块连接，所述光纤通信模块通过所述第二sfp光单元与所述fpga处理器的数据接收模块连接，实现所述数据发送模块和所述数据接收模块的通信。
6.根据权利要求5所述的一种基于fpga的图像数据光纤传输系统，其特征在于，
所述第一sfp光单元和所述第二sfp光单元与所述fpga处理器的连接端口为lc接口。
技术总结