● 摘要
视频传输在会议电视、视频监控、可视电话等领域应用广泛，如何实现大分辨率、高帧频率视频数据的传输是该领域的研究热点。本文主要研究基于USB2.0和千兆以太网的远程传输系统设计，提出了将大分辨率、高帧频率视频数据传送到远程PC终端的一个解决方案。主要研究内容如下：研究了高速数据采集和传输技术，并在分析技术优势的基础上完成方案的设计：1）USB 2.0规范支持480Mbps的高速数据传输，这使得摄像头可以在很高的帧频率下采集大分辨率的图像数据，系统使用一个USB 2.0摄像头作为图像采集设备，完成在图像数据的高速采集；2）USB 2.0规范中规定传输电缆不能超过5米，在主机和设备之间最多使用5个hub进行连接，可以将传输距离增大到30米。针对这一限制，提出利用千兆以太网将数据传送到远程PC终端的方法，增大了图像传输的距离；3）利用FPGA对摄像头采集到的数字图像数据进行处理，并通过千兆以太网将其发送到远程PC终端，充分发挥了FPGA在处理复杂逻辑上的优势。在以上分析的基础上，实现了基于FPGA的USB Host控制器和千兆以太网收发控制器，利用它们实现从USB 2.0摄像头采集数字图像数据并将其通过千兆以太网发送到远程PC终端；完成了PC应用程序对数字图像解码和实时显示。实际应用表明，该系统可以实现分辨率为1024x768帧频率为60帧/秒的视频传输。