KU042 Camera Link 图像采集卡：硬件规格、安全规范与引脚说明

1 简介1.1 CAMERA LINK 简介Camera Link 是机器视觉领域中应用广泛的一种高速数字图像接口标准由 AIAAutomated Imaging Association维护。它主要面向工业相机、科学相机、线阵相机和高速采集系统特点如下传输链路稳定工程应用成熟延迟固定适合高实时性系统搭配专业采集卡便于高带宽数据接收是工业场景中相机、采集卡、处理平台的主流连接方案。Camera Link 基于 LVDS / Channel Link 技术依靠固定时钟并行数据传输时序确定性优于以太网常用于链路调试、设备验证等场景。【图 1-1 Channel 示意图】Channel Link 由驱动器和接收器组成驱动器将28路单端数据1路时钟按7:1串行化为5组LVDS差分信号接收器解析信号还原并行数据与时钟。Camera Link 支持 Base、Medium、Full 三种工作模式Base 模式1组芯片1路接口带宽 2.04 Gbit/sMedium 模式2组芯片2路接口带宽 4.08 Gbit/sFull 模式3组芯片2路接口带宽 5.44 Gbit/s。三种模式共用4位图像使能信号。【图 1-2 单通道数据时序图】【图 1-3 Base、Medium、Full 配置框图】核心概念Tap Geometry图像传感器并行输出通道规格如1X2、1X4、1X8Camera Control(CC1-CC4)4路硬件控制线用于触发、复位PoCL同线缆传输数据供电依赖设备与线缆支持连接器主流为26针 MDR / SDR 标准接口。使用核心要求像素格式、时序、接线、采集卡参数必须匹配。1.2 产品概述KU042 Camera Link 图像采集卡由 ALINX KU042 主控板自研子卡组成可通过串口配置相机、传输高速图像数据完整兼容 Base/Medium/Full 模式支持 FVAL、LVAL 等控制信号。注主控板详情参考《AXKU042开发板用户手册》本文重点介绍Camera Link子卡。1.3 主要特性兼容 Base/Medium/Full 模式支持通用LVDS场景尺寸69mm × 82mm搭载LPC FMC连接器标配SDR26标准接口与配套线缆支持5V、12V对外供电引出15对差分GPIO拓展性强配套转接接线板简化现场接线。【图 1-4 Camera Link FPGA FULL FMC接口标注图】【图 1-5 Hello-FPGA Camera Link模块框图】【图 1-6 MDR26和36pin排针引脚定义】【图 1-7 板卡正面】【图 1-8 板卡背面】2 安全与合规在安装、操作、维护设备前请阅读以下安全规范避免设备损坏、人身风险。2.1 安全使用注意事项⚠️警告禁止带电插拔板卡。安装/拆卸前必须断电拔线热插拔会永久损坏硬件。注意禁止在高湿、强电磁、多粉尘环境使用板卡IO为3.3V TTL电平严禁接入5V/12V/24V电压。2.2 静电防护ESD指南板卡搭载高密度FPGA与高速芯片对静电高度敏感。操作前准备环境相对湿度60%保持干燥使用防静电工作台、接地腕带闲置板卡存放于防静电袋。安装规范仅安装时取出板卡手持板卡边缘禁止触碰芯片、引脚、金手指长期闲置请断电存放。3 产品规格与机械信息3.1 结构说明及机械尺寸连接器LPC FMC符合VITA 57.1标准信号链路图像数据经MDR26转为LVDS直连FPGA控制/串口信号经芯片转为单端信号供电参数12V功率由载板决定5V最大输出 2AVADJ可调电源参数由载板决定。【图 3-1 板卡正面尺寸图】【图 3-2 板卡背面尺寸图】4 硬件说明4.1 硬件特性配套接线板集成MDR26接口3.81mm螺钉端子差分线等长板载可选100Ω差分匹配电阻方便测试接线。【图 4-1 接线板接口引脚定义】4.2 FMC PIN定义设备采用LPC FMC连接器引脚遵循标准规范。【图 4-2 FMC连接器pin定义】【图 4-3 HPC FMC pinsLPC仅包含C/D/G/H】5 软件说明5.1 软件概述整套软件分为硬件层、PCIe驱动层、上位机应用层搭载零代码图形化客户端支持设备识别、参数配置、图像采集。5.1.1 驱动安装驱动包下载地址https://img-grab.com/jszc双击安装程序跟随向导完成安装安装后重启电脑。【图 5-1驱动文件】【图 5-2驱动安装流程图】【图 5-3安装重启示意图】5.1.2 验证驱动安装右键「此电脑」→ 管理 → 设备管理器找到PCIe-4001 Camera Link Frame Grabber无黄色警示图标即为正常异常请重装驱动或重启设备。【图 5-4 设备管理器】5.2 上位机CameraLink Grabber 支持 Windows/Linux 系统无需编程可实现设备识别、参数配置、图像预览、串口通信。5.2.1 主要功能扫描识别采集卡配置曝光、增益、触发等相机参数实时图像显示串口指令收发。5.2.2 界面布局区域区域名称功能描述1相机基本参数配置提供帧率、曝光、分辨率等参数配置。3采集配置控制启停、设置图像保存路径。4图像预览窗口实时显示采集图像。【图 5-5 上位机主界面布局】5.2.3 上位机快速使用流程双击CameraLink grabber.exe启动软件必配项设置图像尺寸、像素格式、CL时钟、存储路径选配项曝光、帧率、镜像等参数点击【Start】开始采集。5.2.4 帧率测试范例使用FeelTech FY2300信号发生器做50Hz丢帧测试信号发生器设置50Hz、5V TTL电平、单次输出50个脉冲硬件连接信号发生器接相机外触发接口上位机选择IO触发开启采集发送脉冲采集50帧图像验证无丢帧。【图 5-6 FY2300信号发生器】【图 5-7 信号发生器配置】【图 5-8 上位机采图配置】【图 5-9 采集一次脉冲】【图 5-10 保存的图片】