CN112087421A - 一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***及方法。***包括异步通信模块、缓存模块、UDP帧封装模块、网络控制模块、12选1模块和网络发送模块；12路串行输入信号数据Rxd1～Rxd12，分别进入各自独立的异步通信模块，通过异步通信模块，转换成并行的8bit数据存入各自独立的缓存模块；网络控制模块定时采集12个缓存的“数据有效”信号，如果某个缓存的“数据有效”信号变低电平，表明该缓存中的数据达到一个数据包的要求，网络控制模块就会从该缓存中读取一个数据包，然后将数据包通过UDP帧封装模块封装成UDP协议帧，UDP协议帧是网络传输协议，最后通过网络发送模块将UDP数据包发送出去；发送完成后，网络控制模块重新回到初始状态，继续等待“数据有效”信号是否有效。

Description

一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***及 方法

技术领域

本发明属于视频成像技术领域，涉及一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换方法，将多路串行数据转换成并行数据，再组装成UDP协议的数据包，按照一定的发送条件通过千兆网口发送出去。

背景技术

在航空相机领域，采用24个数字后背和4个镜头完成大幅面的对地成像，由于数字后背多，单个后背的数据量大，在航空成像中无法做到实时显示，因此采用传输缩略图的方法，每个后背取其中的400×300像素进行显示，按每个像素8bit计算，24个数字后背的数据量为23Mb，用千兆网口传输需要约23ms，满足工程需要。由于只有12个串行通道，因此每个通道传输两个数字后背的缩略图。一个UDP数据包400个字节，一个后背需要传输300个数据包，24个后背共需要传输7200个数据包。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***及方法，采用最简UDP协议封装技术，完成24个数字后背的缩略图显示功能。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***，包括异步通信模块、缓存模块、UDP帧封装模块、网络控制模块、12选1模块和网络发送模块；

12路串行输入信号数据Rxd1～Rxd12，分别进入各自独立的异步通信模块，通过异步通信模块，转换成并行的8bit数据存入各自独立的缓存模块；网络控制模块定时采集12个缓存的“数据有效”信号，如果某个缓存的“数据有效”信号变低电平，表明该缓存中的数据达到一个数据包的要求，网络控制模块就会从该缓存中读取一个数据包，然后将数据包通过UDP帧封装模块封装成UDP协议帧，UDP协议帧是网络传输协议，最后通过网络发送模块将UDP数据包发送出去；发送完成后，网络控制模块重新回到初始状态，继续等待“数据有效”信号是否有效。

所述12路串行输入信号数据同时输入。

网络控制模块读取数据包时，读出的速度大于写入的速度，且至少是写入一个缓存速率的12倍。

所述当一个缓存的数据达到一个数据包的要求时，网络控制模块将该缓存的数据从缓存中读出，进入UDP帧封装模块进行UDP协议帧的封装，同时让12选1模块选通该缓存的数据通道，让该缓存的数据通过网口发送出去。

一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换方法，步骤如下：

步骤1：由外部条件信号Start进行本***的触发，触发条件信号Start平时为低电平，当开始触发时，产生一个时钟周期的高电平，即脉冲信号；

步骤2：12个异步通信模块会同时接收12路Rxd1～RxdN串行信号，将串行信号转换成并行信号，存入12个缓存当中，由网络控制模块进行统一管理，当其中的一个缓存的“数据有效”信号有效时，网络控制模块就会从该缓存中读取一包数据，进行UDP封装模块，完成UDP协议数据包的封装；

步骤3：网络控制模块会根据哪个缓存的“数据有效”信号来选通12选1模块，让12选1模块选择该通道，UDP协议数据包会发送给网络发送模块，由网络发送模块控制数据从网口发出；

步骤4：网络发送模块发送完成后，会将“发送完成信号”置高，网络控制模块根据“发送完成信号”确认当前的数据包是否发送完成，如果发送完成，会重新回到初始状态继续等待“数据有效”信号，重复上述操作，直到发送7200个数据包，至此，一个完整的循环结束。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明解决了12路数据同时串行输入，最后通过一个网口分别输出的问题；

2)采用最简化UDP协议，完成大数据量的数据传输，节省硬件资源，达到预期效果

3)采用12路“数据有效”同时采集判断，随机处理，保证读出时间小于写入时间的1/12，所以不需要占用太多存储器资源，保证***有效运行。

4)本发明采用最简UDP协议封装技术，完成24个数字后背的缩略图显示功能，目前12路串行信号速率为10Mbps，一个数据包为415个字节，写入时间为415us，读出速率为千兆网口，即1000Mbps，故读出一个数据包的数据需要3.32us，远小于415us的1/12。即满足了***的要求，还留有一定的余量。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***，包括异步通信模块、缓存模块、UDP帧封装模块、网络控制模块、12选1模块和网络发送模块；

12路串行输入信号数据Rxd1～Rxd12，分别进入各自独立的异步通信模块，通过异步通信模块，转换成并行的8bit数据存入各自独立的缓存模块；网络控制模块定时采集12个缓存的“数据有效”信号，如果某个缓存的“数据有效”信号变低电平，表明该缓存中的数据达到一个数据包的要求，网络控制模块就会从该缓存中读取一个数据包，然后将数据包通过UDP帧封装模块封装成UDP协议帧，UDP协议帧是网络传输协议，最后通过网络发送模块将UDP数据包发送出去；发送完成后，网络控制模块重新回到初始状态，继续等待“数据有效”信号是否有效。

所述12路串行输入信号数据同时输入。

网络控制模块读取数据包时，读出的速度大于写入的速度，且至少是写入一个缓存速率的12倍。

所述当一个缓存的数据达到一个数据包的要求时，网络控制模块将该缓存的数据从缓存中读出，进入UDP帧封装模块进行UDP协议帧的封装，同时让12选1模块选通该缓存的数据通道，让该缓存的数据通过网口发送出去。

本发明还涉及一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换方法，步骤如下：

步骤1：由外部条件信号Start进行本***的触发，触发条件信号Start平时为低电平，当开始触发时，产生一个时钟周期的高电平，即脉冲信号；

步骤2：12个异步通信模块会同时接收12路Rxd1～RxdN串行信号，将串行信号转换成并行信号，存入12个缓存当中，由网络控制模块进行统一管理，当其中的一个缓存的“数据有效”信号有效时，网络控制模块就会从该缓存中读取一包数据，进行UDP封装模块，完成UDP协议数据包的封装；

步骤3：网络控制模块会根据哪个缓存的“数据有效”信号来选通12选1模块，让12选1模块选择该通道，UDP协议数据包会发送给网络发送模块，由网络发送模块控制数据从网口发出；

步骤4：网络发送模块发送完成后，会将“发送完成信号”置高，网络控制模块根据“发送完成信号”确认当前的数据包是否发送完成，如果发送完成，会重新回到初始状态继续等待“数据有效”信号，重复上述操作，直到发送7200个数据包，至此，一个完整的循环结束。

本发明是根据项目需要，首次采用串行12路信号同时传输24个数字后背信息，并用网络标准接口传输，传输机制与方法是首次应用。

本发明解决了24个数字后背的缩略图同时快速输出，采用简化UDP协议，通过标准千兆网口完成大数据量的数据传输，既节省了硬件资源，又达到预期效果，方便机上操作人员实时观察图像信息。

12路串行通道，每个通道传输2个数字后背图像，通过在协议中设置标号区别不同的数字后背，采用12路“数据有效”同时采集判断，“先来先处理”的方法，只要保证读出时间小于写入时间的1/12，就能保证***的有效运行，不需要占用太多存储器资源。

目前12路串行信号速率为10Mbps，一个数据包为415个字节，写入时间为415us，读出速率为千兆网口，即1000Mbps，故读出一个数据包的数据需要3.32us，远小于415us的1/12。即满足了***的要求，还留有一定的余量。

如图1所示，本发明提出一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***及方法，具体包括12异步通信模块、12个缓存模块、12个UDP封装模块、1个网络控制模块、1个12选1模块和1个网络发送模块。

当***需要缩略图传输的时候，会通过外部触发信号Start产生一个高脉冲信号本发明的网络控制模块，由网络控制模块协调管理各模块的工作，首先，网络控制模块会启动12个异步串行模块并行接收12路串行数据，将12路串行数据转换成12路并行数据存入12个缓存中，同时，由网络控制模块同时采集12个“数据有效”信号，判断哪个缓存先满足一个数据包的要求，如果该缓存“数据有效”信号有效，网络控制模块会启动缓存的数据读操作，从相应的缓存中读出一个数据包，进行UDP封装模块完成协议的封装，同时，12选1模块通过当前的“数据有效”来选择当前的数据通道，保证当前通路是该缓存读出的数据，再通过网络发送模块将数据从网口发送出去，同时产生一个“发送完成信号”，“发送完成信号”平时是低电平，当一包数据发送完成后，“发送完成信号”会变为一个高脉冲信号，网络控制模块根据“发送完成信号”来确认当前数据包是否发送完成，如果发送完成，重新回到初始状态继续等待“数据有效”信号，重复上述操作，直到发送7200个数据包，至此，一个完整的循环结束。

本发明未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***，其特征在于步骤：包括异步通信模块、缓存模块、UDP帧封装模块、网络控制模块、12选1模块和网络发送模块；

12路串行输入信号数据Rxd1～Rxd12，分别进入各自独立的异步通信模块，通过异步通信模块，转换成并行的8bit数据存入各自独立的缓存模块；网络控制模块定时采集12个缓存的“数据有效”信号，如果某个缓存的“数据有效”信号变低电平，表明该缓存中的数据达到一个数据包的要求，网络控制模块就会从该缓存中读取一个数据包，然后将数据包通过UDP帧封装模块封装成UDP协议帧，最后通过网络发送模块将UDP数据包发送出去；发送完成后，网络控制模块重新回到初始状态，继续等待“数据有效”信号是否有效。

2.根据权利要求1所述的一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***，其特征在于：所述12路串行输入信号数据同时输入。

3.根据权利要求1所述的一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***，其特征在于：所述UDP协议帧为网络传输协议。

4.根据权利要求1所述的一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***，其特征在于：网络控制模块读取数据包时，读出的速度大于写入的速度，且至少是写入一个缓存速率的12倍。

5.根据权利要求1所述的一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换***，其特征在于：所述当一个缓存的数据达到一个数据包的要求时，网络控制模块将该缓存的数据从缓存中读出，进入UDP帧封装模块进行UDP协议帧的封装，同时让12选1模块选通该缓存的数据通道，让该缓存的数据通过网口发送出去。

6.一种多路串行图像数据到千兆网口快速输出的转换方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：由外部条件信号Start进行本***的触发，触发条件信号Start平时为低电平，当开始触发时，产生一个时钟周期的高电平，即脉冲信号；

步骤2：12个异步通信模块会同时接收12路Rxd1～RxdN串行信号，将串行信号转换成并行信号，存入12个缓存当中，由网络控制模块进行统一管理，当其中的一个缓存的“数据有效”信号有效时，网络控制模块就会从该缓存中读取一包数据，进行UDP封装模块，完成UDP协议数据包的封装；

步骤3：网络控制模块会根据哪个缓存的“数据有效”信号来选通12选1模块，让12选1模块选择该通道，UDP协议数据包会发送给网络发送模块，由网络发送模块控制数据从网口发出；

步骤4：网络发送模块发送完成后，会将“发送完成信号”置高，网络控制模块根据“发送完成信号”确认当前的数据包是否发送完成，如果发送完成，会重新回到初始状态继续等待“数据有效”信号，重复上述操作，直到发送7200个数据包，至此，一个完整的循环结束。

7.一种存储介质，其特征在于：用于存储转换方法的程序；所述转换方法的程序为权利要求6中步骤1-4所述的步骤。

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