一、全景影像复合光纤传输设备概述

全景图像采集设备主要用于12路Base Camera link视频采集传输，通过QSFP+光纤传输输出，支持可见光和红外相机，支持户外工业级温度，长期工作。

二、全景影像复合光纤传输设备技术指标

1、12路CameraLink BASE输入接口，包含CC信号和Uart，SDR26连接器。Camera Link用于接收红外相机或者可见光相机视频，CC1用于外部触发可见光相机。

2、自动光圈控制接口12个，用于可见光相机控制。

3、12路独立的RS232或者RS422，用于红外相机配置；触发信号1个，LVCMOS 电平，连接器pin25。

4、可见光相机视频输入模式： 帧频：25f/s；像素：2048×2048×12bit；BASE（1次传2个像素，即24bit）

5、红外相机视频输入模式：帧频：25f/s；像素：640×512×10bit；BASE（1次传1个像素，即10bit）

6、与服务器互联，图像传输使用QSFP+光纤接口，1个，支持Aurora协议，GTX支持速度6.25Gbps或者10Gbps。

7、与服务器互联，控制指令使用SFP+接口，1个，支持千兆以太网网络协议，TCP/IP实现指令上传及状态下发；

8、板卡输入电源：电压+24V，1个2线连接器。

要求转换+12V，提供12个接口给可见光相机，提供12个接口给红外相机。

9、各连接器参考相机接口，互相配对使用，有防反插功能、抗震保护。

10、 板卡工作温度：-40℃～+85℃，满足一定的抗震要求。

11、板卡结构

内圆直径：260mm（在内圆布线和放置器件）

外圆直径：270mm

定位孔：6*φ5

三、全景影像复合光纤传输设备硬件

全景图像采集设备包括12路Camera link图像输入，设备的控制和管理，综合考虑采用Xilinx FPGA XC7Z020+XC7K325T 为主要芯片，芯片XC7K325T的FPGA逻辑资源实现图像的采集复用光纤发送，XC7Z020芯片实现设备的管理。

板卡包含12路Base Cameralink输入，12路可见光光圈控制输出，12路红外RS232接口，12路红外触发输出， 12路可见光和红外电源输出，1路QSFP+ 10Gbps光纤；ARM管理部分：1路UART串口，1个千兆网口出光口（用于管理）和电口（备份），1路USB。板载包含ARM部分的32bit 1GB DDR3、QSPI Flash 、SD卡、Emmc程序存储，板卡原理框图如下：

四、全景影像复合光纤传输设备软件功能

1. 完成1～12路相机（可见光/红外）图像的同步采集；

2. 根据上位机的命令，完成1～12路可见光相机自动光圈的驱动；

3. 在采集红外相机图像时，要始终检测红外相机挡光板的状态；

4. 根据上位机的指令，通过RS232完成1～12路红外相机的控制，如帧频，设置，电子变焦等；

5. 可见光/红外图像数据通过QSFP+接口，通过单模光纤发送给PCIe板卡；

6. 上位机发送的可将光/红外相机控制命令，通过SFP+光模块接收；

7. 12路相机的图像拼接。

Camera link 使用DS90CR286芯片，实现差分信号并行化，获得，行、场数据。一个节拍2X12bit形成2个16bit的视频数据序列，然后数据进行一个乒乓 RAM，对12个相机的每个行按照固定顺序进行拼接，再通过Aurora IP输出。

数据的行消隐区和场消隐区都去除，这样，会导致光纤卡怎么判断的场起始的问题。 可以在场头替换一部分数据比如0x55AA55AA 替换场开始的数据。

TLP包通过Aurora 4X IP，通过4XGTX、QSFP+ 以40Gbps的带宽发出。

五、相机管理控制软件开发

相机管理包括红外的和可见光相机CC触发、可调光圈、RS232、快门信号等，还有红外相机挡光板状态。板卡状态信息、温度信息和电压信息等。

ARM裸跑程序，通过千兆光纤以太网和上位机PC交互，通过TCP/IP协议，实现相机信息的交互。

板卡信息，包括system monitor的电压、温度信息。视频流的状态信息，可以PL端获取分辨率、帧率信息。

可见光主要包括Camera link 口的CC触发，Uart和 可见光自动调节接口；

红外相机包括：外部同步触发，RS232相机配置（包括挡光板）;

由于红外相机和可见光相机不同时使用，而且要么全部为可见光相机，要么全部为红外相机，所以有些接口 可以复用。

六、全景图像采集设备测试说明

全景图像采集设备开发完成，需要对板卡功能、性能进行测试。配合公司PCIe的QSFP+光纤采集卡，实现图像的采集显示；使用光纤千兆网卡，实现对板卡的配置管理。

测试开发2个PC软件，完成服务器的图像数据获取，并能在PC上显示，具有参考管理软件对采集板进行管理和配置。