【Altera SoC体验之旅】高清相机控制分系统设计

悠悠森林

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1、设计平台：

软件平台：Quartus 14.0

硬件平台：Cyclone V SOC 采用自己设计的电路板硬件

2、高清航拍相机系统主要功能设计：

1）通过FPGA控制实现高速ADC数据采集；

2）通过FPGA实现串口指令的接收和响应；

3）通过内部总线实现FPGA与其内部ARM之间的数据交互；

4）通过FPGA实现对相机光阑运动部件的精确位置控制，快门运动部件的精确时间控制，调焦组件的精准位置控制，像移补偿机构的精准速度和位置控制。

5）采用FPGA实现外部温度采集；

6）采用FPGA实现千兆以太网数据通信，发送相机控制分系统内部工作状态。

系统框图，如下图1所示：

图1 系统框图

3、设计和调试过程中的感触

1）ADC电路设计需要注意FPGA的管脚电压输入范围，对外围输入电压要进行分压；需要充分考虑到ADC管教的BANK的IO电压输入范围。

2）FPGA内部通过爬坡算法实现相机的自动调焦，在这部分原理实现部分，充分利用到了SOC的内部架构优势，FPGA实现图数据监测处理，ARM内部实现算法计算，将计算结果送给FPGA，简化了硬件设计，这一点对我感触尤为深刻；减小了PCB的布线，对系统的整体性能有了很大的提高和改善；但是对软件的要求增加了。

3）在航拍过程中，飞机高速飞行拍摄出来的图像会造成拖影，为了解决这一问题，设计了像移补偿机构，相机在获得飞机的速高比之后，通过ARM进行浮点运算，很好的解决了FPGA逻辑在除法算法上的缺陷，提高了像移补偿的精度。

4）温度测量，用来获取相机本体的温度，以便在高空中低温情况下，对相机进行温度补偿，解决高空中低温低气压的情况下，对相机焦距造成的影响，保证相机焦距稳定，成像清晰。

         总之，Altera SOC减小了PCB的设计，提高了运算速率和计算精度，PCB硬件设计的可靠性更加有保障了，这同时也对设计人员的软件要求越来越高。

zry963

楼主你的Cyclone V SOC 采用自己设计的电路板硬件，原理图及PCB图能不能发我一份，1029075450@qq.com，谢谢！