CN217467505U - 一种多功能同步控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能同步控制装置，包括：ARM芯片电路单元，与上位机通信连接，用于接收上位机的控制指令信息，所述ARM芯片电路单元还与FPGA芯片电路单元连接，用于将脉冲信号配置参数发送给FPGA芯片电路单元；FPGA芯片电路单元，连接有至少8个同步输出电路，所述同步输出电路用于连接受控设备。本实用新型通过至少8个同步输出电路连接至少8个受控设备，实现多个受控设备的协同工作启动关闭控制，可以实现对所有连接的受控设备的同时/分时启动、相同/不同工作频率和同时/分时关闭的协同工作过程管理，实现了能够适用于多种协同工作应用场景需求的同步控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及同步控制技术领域，具体涉及一种多功能同步控制装置。
背景技术
视频图像数据的采集往往需要摄像机和其它设备协同工作，如摄像机与振动传感器、摄像机与电压传感器、摄像机与激光光源、多个不同角度的摄像机等等，在测量领域，对各类采集设备及配套设备之间的同步精度要求越来越高，现有技术中，在多个受控设备需要协同工作的应用场景中，往往需要多个同步控制装置，不能保证脉冲信号输出时间的高度同步控制，通过多个同步控制装置对多个受控设备的同步管理比较麻烦，并且不能灵活适用于多种应用场景。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种多功能同步控制装置，该装置包括：
ARM芯片电路单元，与上位机通信连接，用于接收上位机的控制指令信息，所述ARM芯片电路单元还与FPGA芯片电路单元连接，用于将脉冲信号配置参数发送给FPGA芯片电路单元；
FPGA芯片电路单元，连接有至少8个同步输出电路，所述同步输出电路用于连接受控设备。
进一步地，所述FPGA芯片电路单元还连接有至少一个同步输入电路，用于连接另一所述多功能同步控制装置的同步输出电路。
进一步地，所述FPGA芯片电路单元还连接有至少一个触发输入电路，用于接收外部触发信号并传输到FPGA芯片电路单元，以控制启动FPGA芯片电路单元的脉冲信号输出过程。
进一步地，还包括网络通信单元，与所述ARM芯片电路单元连接。
进一步地，还包括B时间码接口，与所述FPGA芯片电路单元连接。
进一步地，所述B时间码接口包括B码DC码接口和B码AC码接口，所述B码DC码接口和FPGA芯片电路单元之间连接有电平转换电路，所述B码AC码接口和FPGA芯片电路单元之间连接有低通滤波电路和ADC采样电路。
进一步地，所述FPGA芯片电路单元包括计数器电路。
进一步地，所述FPGA芯片电路单元和同步输出电路之间还连接有延时电路，用于延迟脉冲信号发送到同步输出电路的时间。
本实用新型的一种多功能同步控制装置，具备如下有益效果：通过至少8个同步输出电路连接至少8个受控设备，实现多个受控设备的协同工作启动关闭控制，在一种应用场景中，可以实现对所有连接的受控设备的同时启动、同工作频率和同时关闭的协同工作过程管理，在又一种应用场景中，可以实现对所有连接的受控设备的分时启动、同工作频率和分时关闭的协同工作过程管理，在又一种应用场景中，可以实现对所有连接的受控设备的分时启动、不同工作频率和分时关闭的协同工作过程管理，实现了能够适用于多种应用需求的同步控制。
附图说明
图1是本申请实施例的一种多功能同步控制装置的结构图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种多功能同步控制装置，包括：
ARM芯片电路单元，与上位机通信连接，用于接收上位机的控制指令信息，所述ARM芯片电路单元还与FPGA芯片电路单元连接，用于将脉冲信号配置参数发送给FPGA芯片电路单元；
FPGA芯片电路单元，连接有至少8个同步输出电路，所述同步输出电路用于连接受控设备。
本申请实施例中，多功能同步控制装置上电后，分别启动ARM芯片电路单元和FPGA芯片电路单元，其中ARM芯片电路单元启动后检查与上位机连接关系，连接后从上位机接收配置信息，并通过I2C接口对FPGA芯片电路单元进行配置，FPGA芯片电路单元用于控制多个同步输出电路的脉冲信号的输出，包括控制脉冲信号的输出开始时间和输出结束时间以及脉冲信号的周期等，对FPGA芯片电路单元进行配置完成后，通过I2C接口获取FPGA芯片电路单元的工作状态信息，连ARM芯片电路单元的状态上传给上位机，FPGA芯片电路单元在输出脉冲信号过程中，基于配置参数控制至少8个同步输出电路的脉冲信号数据，并监控至少8个同步输出电路是否所有需要输出的脉冲信号输出完成，若完成则结束该次脉冲信号输出控制。
本申请实施例，通过至少8个同步输出电路连接至少8个受控设备，实现多个受控设备的协同工作启动关闭控制，在一种应用场景中，可以实现对所有连接的受控设备的同时启动、同工作频率和同时关闭的协同工作过程管理，在又一种应用场景中，可以实现对所有连接的受控设备的分时启动、同工作频率和分时关闭的协同工作过程管理，在又一种应用场景中，可以实现对所有连接的受控设备的分时启动、不同工作频率和分时关闭的协同工作过程管理，实现了能够适用于多种应用需求的同步控制。
本申请实施例，以摄像机应用场景为例，进行说明，其中基于摄像机的应用场景，包括：摄像机与振动传感器、摄像机与电压传感器、摄像机与激光光源、多个不同角度的摄像机等等、在测量领域，对各类采集设备及配套设备之间的同步控制等。
在一实施例中，所述FPGA芯片电路单元还连接有至少一个同步输入电路，用于连接另一所述多功能同步控制装置的同步输出电路。
本申请实施例中，一个多功能同步控制装置具有至少8个同步输出电路，在一种应用场景中，第一多功能同步控制装置作为第一级同步控制装置，第一多功能同步控制装置的每个同步输出电路分别连接了一个多功能同步控制装置，每个同步输出电路连接的多功能同步控制装置作为第二级同步控制装置，进一步的，一个多功能同步控制装置可以通过自身的同步输入电路和同步输出电路进行可连接受控设备的数量扩展，基于层级的同步控制装置形成多路脉冲信号输出同步控制系统，在兼顾脉冲信号输出线路时延的基础上可以提供适当数量的受控设备连接接口。每个多功能同步控制装置的FPGA芯片电路单元收到上级同步控制装置的同步信号后，直接对其进行转发通过同步输出电路输出。
在一实施例中，FPGA芯片电路单元还连接有至少一个触发输入电路，用于接收外部触发信号并传输到FPGA芯片电路单元，以控制启动FPGA芯片电路单元的脉冲信号输出过程。
本申请实施例中，FPGA芯片电路单元基于外部触发信号，启动FPGA芯片电路单元的脉冲信号输出过程，在输出脉冲信号过程中，基于配置参数控制至少8个同步输出电路的脉冲信号数据，并监控至少8个同步输出电路是否所有需要输出的脉冲信号输出完成，若完成则结束该次脉冲信号输出控制，并等待下一次的外部脉冲信号触发。
具体的，触发信号可以是上升沿，也可以是下降沿，当检测到触发信号后，FPGA芯片电路单元继续发送预设的脉冲数，发完即停止发送，等待状态恢复指令。
在一实施例中的一种多功能同步控制装置，还包括网络通信单元，与所述ARM芯片电路单元连接，该ARM芯片电路单元利用网络通信负责命令的接收、上传和下发。
在一实施例中的一种多功能同步控制装置，还包括B时间码接口，与所述FPGA芯片电路单元连接。
本申请实施例中，在对时间精度要求不高的情况下，采用同步控制装置自身的时钟系统，利用计数器电路，既可以产生对每个同步输出电路对应的控制脉冲信号，在对时间精度要求较高的情况下，比如对于某些大型实验，摄像机架设的位置可能距离很远，无法使用直连线的方式同步，此时可以使用B码授时方式进行同步，授时精度一般在200ns以下。多功能同步控制装置跟B码实现对齐，内部通过对B码解码，以B码的整秒为起始脉冲开始往外发送，工作在1000Hz时实现绝对时间的0s，1ms，2ms…序列的脉冲，实现各个实验站点之间的高精度时间同步。需要说明的是，以脉冲信号时间单位为1us为例，受控设备的工作频率必须可以被106整除，即1秒内是整数个采样间隔。
在一实施例中，所述B时间码接口包括B码DC码接口和B码AC码接口，所述B码DC码接口和FPGA芯片电路单元之间连接有电平转换电路，所述B码AC码接口和FPGA芯片电路单元之间连接有低通滤波电路和ADC采样电路。
本申请实施例中，同时具有B码DC码接口和B码AC码接口，可以灵活使用于有AC码或者有DC码的应用场景，为了方便系统拓展，本申请实施例可以同时支持输入AC码和DC码的B码信号。
在一实施例中，所述FPGA芯片电路单元包括计数器电路。
本申请实施例中，FPGA芯片电路单元基于预设的配置参数，获取每个同步输出电路输出的脉冲信号的周期，可以基于计数器电路，来实现周期脉冲信号的输出；进一步的，该计数器电路还可以在对多个受控设备的分时启动时，配置为确定第一受控设备的脉冲信号发出后的时钟脉冲数，并且当第一受控设备的脉冲信号发出后的时钟脉冲数达到预设值时，向第二受控设备连接的同步输出电路输出脉冲信号，以控制第二受控设备的工作启动，实现多个受控设备的分时启动。
在一实施例中，所述FPGA芯片电路单元和同步输出电路之间还连接有延时电路，用于延迟脉冲信号发送到同步输出电路的时间。
本申请实施例中，考虑到脉冲信号从FPGA芯片电路单元通过同步输出电路发送到受控设备的过程中，脉冲信号传输使用线缆，线缆的材质、长短对信号的时延产生影响，为保证受控终端依然可以保持高精度同步，在同步控制装置内部增加延时电路，通过对原有线缆传输时延小的同步输出电路连接的增加延时，以使得所有同步输出电路的线缆传输时延一致。
本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多功能同步控制装置，其特征在于，包括：
ARM芯片电路单元，与上位机通信连接，用于接收上位机的控制指令信息，所述ARM芯片电路单元还与FPGA芯片电路单元连接，用于将脉冲信号配置参数发送给FPGA芯片电路单元；
FPGA芯片电路单元，连接有至少8个同步输出电路，所述同步输出电路用于连接受控设备。
2.根据权利要求1所述的一种多功能同步控制装置，其特征在于，所述FPGA芯片电路单元还连接有至少一个同步输入电路，用于连接另一所述多功能同步控制装置的同步输出电路。
3.根据权利要求2所述的一种多功能同步控制装置，其特征在于，所述FPGA芯片电路单元还连接有至少一个触发输入电路，用于接收外部触发信号并传输到FPGA芯片电路单元，以控制启动FPGA芯片电路单元的脉冲信号输出过程。
4.根据权利要求3所述的一种多功能同步控制装置，其特征在于，还包括网络通信单元，与所述ARM芯片电路单元连接。
5.根据权利要求4所述的一种多功能同步控制装置，其特征在于，还包括B时间码接口，与所述FPGA芯片电路单元连接。
6.根据权利要求5所述的一种多功能同步控制装置，其特征在于，所述B时间码接口包括B码DC码接口和B码AC码接口，所述B码DC码接口和FPGA芯片电路单元之间连接有电平转换电路，所述B码AC码接口和FPGA芯片电路单元之间连接有低通滤波电路和ADC采样电路。
7.根据权利要求6所述的一种多功能同步控制装置，其特征在于，所述FPGA芯片电路单元包括计数器电路。
8.根据权利要求7所述的一种多功能同步控制装置，其特征在于，所述FPGA芯片电路单元和同步输出电路之间还连接有延时电路，用于延迟脉冲信号发送到同步输出电路的时间。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202221054843.6U CN217467505U (zh) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 一种多功能同步控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN217467505U true CN217467505U (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=83272484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221054843.6U Active CN217467505U (zh) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 一种多功能同步控制装置 |
Country Status (1)
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2022
- 2022-04-29 CN CN202221054843.6U patent/CN217467505U/zh active Active
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