本次设计的主要是将视频信号经过缓存处理后，送入带有USB接口的单片机CY68013，由单片机把视频数据送入上位机。在设计中，硬件采用两个FIFO充当缓存，选用的是AVERLOGICDE 公司的AL422芯片。在控制方面采用Altera公司的FPGA（PlC3T144C8）芯片作为控制芯片，以“乒乓操作”原理控制两个FIFO的工作。在设计工作过程中用 Protel DXP 绘制原理图和制作PCB板，用Quartus2 软件作为仿真平台进行接口逻辑电路的仿真和测试。 

本课题是设计一个图像采集系统，该系统主要由图像采集部分、A/D转换部分、帧存部分、核心控制部分、数据处理部分、图像显示部分组成。整个系统涉及到图像格式的转换，数据的传输、存储，USB2.0接口协议，图像的压缩处理，图像的显示。我负责的工作是核心控制部分和帧存部分，设计出一个主控制器来控制图像的传输和存储。在图像采集过程中控制器控制存储器的写和读，但是写时钟和读时钟是异步的，如何保证图像的实时传输、速度和可靠性是本课题的一个难点。为解决这一难题，我拟采用两个存储器轮流使用(即利用乒乓操作方法),这就涉及另一个难题：总线的复用(即两个存储器对数据输入和输出总线使用权如何分配)。如何解决这两个难题，是完成该设计的关键。

该系统整个工作过程是这样的：首先是医用B超信号（模拟图像信息），通过视频信号转换部分，转换成数字视频信息，然后向核心控制部分传递控制信号，由核心控制部分结合数据处理部分提供的状态信息来控制数据在帧存部分的读写，经过USB芯片送入电脑，最后由数据处理部分将数据处理过后，在图像显示部分按照所需要的格式显示出来。

基于USB的视频采集卡总体方案设计

根据基于USB的视频采集卡的工作过程以及各部分所要实现的功能，得出以下方案，如图2-2所示。

本系统由医用B超信号为信号源，通过视频解码芯片SAA7115采样，编码转换，在可编程逻辑器件FPGA的控制下，存储到视频帧存储器AL422，再结合高性能单片机CY68013提供的状态信息，控制数据在AL422中的读取，之后数据经过单片机的处理，在PC机上以用户所需要的格式显示出来。其中，我所负责的部分就是信号传输和主控制器的设计(图中单片机以前的部分),其功能主要是将转换后的数字视频信号送入电脑，主要工作是前端图像的存储和后端图像的传输。

本次设计任务是设计基于USB接口的视频采集卡，我所负责的部分是设计硬件部分，包括数据采集转换，用FAPG来控制两片FIFO数据的读写。通过这一阶段的学习、实验，基本完成系统电路设计，其中包括电路原理的设计和调试，PCB板的布局和布线制作等。在系统逻辑控制方面主要控制模块逻辑已经完成，包括控制状态机和发送、接收模块。设计任务已基本完成，达到锻炼学习、动手能力的目的。