遥感图像采集中的SDRAM图像缓存技术

刘妍妍，李国宁，金龙旭

(1.长春理工大学电子信息工程学院，吉林 长春 130022;2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033)

随着卫星遥感相机朝着高分辨力、宽覆盖等方向发展，急剧增加的遥感图像数据量给存储及传输带宽带来了巨大压力，星载遥感图像采集和缓存是空间技术应用中的关键技术之一［1－2］。同步动态随机存储器SDRAM的控制器设计虽然比较复杂，但是方式灵活，可以最大限度地节约资源，达到更高的图像数据传输率［3－6］。考虑到大面阵CCD的图像数据量非常大且采用4个象限同时输出，采集得到的图像要进行数据重组，因此在进行图像压缩和显示之前必须要缓存图像数据。图像缓存在整个系统起着重要的衔接作用，面阵CCD485的有效像素为4 k×4 k，每一个像素量化后的数据位宽为8 bit，因此一帧图像的数据量为16 Mbyte，这么大的容量非常适合用SDRAM来实现。本文中使用了2块三星(SAMSUNG)公司生产的SDRAM作为图像缓存，型号为K4H560838D，存储容量为32 M×8 bit，该系统每帧能缓存的最大数据量可达到32 Mbyte，系统硬件框图如图1所示，系统主要由CCD视频信号处理器、核心控制器FPGA、图像缓存SDRAM、高速并行数字差分接口、高速图像采集卡和图像存储和显示等组成。

1 SDRAM简介

图1 系统硬件总体框图

SDRAM的存储单元由一个MOS管和一个容量较小的电容器组成，如图2所示。它的存储数据的原理主要是利用电容器的电荷存储效应来实现。当电容充有电荷，即充电的电容时，呈现高电压，在数字电路中，相当于存有……