交叉阵列测试系统控制软件

项目概述

512x512 忆阻器阵列的高速成像与控制软件，支持 Gigabit Ethernet (UDP) 通信协议。

技术架构

1. 软件架构

• 通信层 (Producer): 独立后台线程，UDP 数据接收、包重组、校验
• 数据层 (Buffer): 线程安全的双缓冲队列存储完整帧数据
• 渲染层 (Consumer): UI 定时器 (30ms/帧) 伪彩色转换和热力图绘制
• 控制层 (Command): 封装指令协议，下发给 FPGA

2. 模块划分

ArrayCamera.Driver (通信驱动库)

• Protocol.cs - UDP 协议结构体定义
• FrameReassembler.cs - 帧重组逻辑（512行 × 4分段）
• UdpReceiver.cs - UDP 接收器（生产者模式）

ArrayCamera.Core (渲染核心库)

• HeatmapRenderer.cs - 高性能热力图渲染（LockBits技术）

ArrayCamera.UI (用户界面)

• MainForm.cs - 主窗体（生产者-消费者模式）
• Program.cs - 程序入口

功能特性

✅ 已实现

• UDP 数据接收与分包重组（512×512 像素，4分段/行）
• 生产者-消费者模式确保 UI 不卡顿
• 高性能热力图渲染（LockBits，<10ms）
• 5种伪彩色映射（Jet, Parula, Gray, Hot, Viridis）
• 预览模式与高精模式切换
• 多帧平均降噪算法
• 丢包容错与自动重连
• 实时 FPS、丢包率显示
• 鼠标悬停显示像素电流值

🔒 预留功能（需许可证）

• 神经形态训练模块
• 独立器件测试（IV 曲线扫描）
• 外部源表控制（Keithley）

快速开始

环境要求

• .NET 6.0 或更高版本
• Windows 10/11
• Visual Studio 2022 或 VS Code

编译运行

# 还原依赖包
dotnet restore

# 编译整个解决方案
dotnet build

# 运行程序
dotnet run --project src/ArrayCamera.UI/ArrayCamera.UI.csproj

使用 Visual Studio

1. 双击打开 ArrayCameraHost.sln
2. 设置 ArrayCamera.UI 为启动项目
3. 按 F5 运行

通信协议

接收端口: 8081 (RX)

• 包头: 0xAA55AA55
• 一帧 = 512行，一行 = 4个分段（每段128像素）
• 数据格式: Int32 (4 bytes/pixel)

发送端口: 8080 (TX)

• 包头: 0x55AAAA55
• 固定 32 字节
• 命令: Reset(1), Config(2), Start(3), Stop(4)

性能指标

• 渲染性能: <10ms/帧 (512×512像素)
• 目标帧率: 30 FPS
• 内存管理: 复用内存池，减少 GC 压力
• 丢包容错: 支持乱序、丢包恢复

交付物

• ✅ Visual Studio 解决方案（完整源码）
• ⏳ 独立 DLL 库（ArrayCamera.Driver.dll）
• ⏳ 安装包（Setup.exe）

作者

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