本發(fā)明涉及激光直寫技術領域，具體涉及一種激光直寫成像的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。

背景技術：

激光直接成像技術(laserdirectimaging，簡稱ldi)也稱為激光直寫，是近年來發(fā)展起來的一種用于印刷電路板(pcb)曝光工序的技術。傳統(tǒng)的曝光工序是通過汞燈照射菲林將圖像轉(zhuǎn)移至pcb上，而ldi則是將矢量圖形轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)需要的分辨率的位圖后通過dmd投射到pcb上的無掩膜曝光系統(tǒng)。相比較傳統(tǒng)的曝光技術，ldi曝光過程不需要菲林，有效降低了成本，且工序簡單、圖像精度高，可適應更精細的圖形曝光，也有利于提升pcb生產(chǎn)的良率。

典型的ldi系統(tǒng)中，空間光調(diào)制器(slm)由數(shù)據(jù)處理板(dpb)驅(qū)動，在光源的照射的作用下，在基底上投射不同的圖案。slm通過對光的反射或折射，根據(jù)版圖中的圖形位置和當前運動系統(tǒng)的位置，由dpb根據(jù)接收到的主機發(fā)送的版圖數(shù)據(jù)實時生成曝光需要的光學圖案并驅(qū)動slm以完成曝光任務。

其中，ldi的主要核心部件是空間光調(diào)制器(slm)，數(shù)字微鏡器件(dmd)是slm中常用的一種。dmd的每秒種圖像刷新率可高達32khz，更高者可達48khz，即每秒種需要dpb提供32000張單色圖像或48000張單色圖像。而這樣龐大的數(shù)據(jù)都是通過主機進行的有效的數(shù)據(jù)通訊和處理配合其他合理的系統(tǒng)組件達到目的。按每秒圖像刷新率32khz，圖像大小1920x672行計算，則每秒dpb向dmd提供的數(shù)據(jù)量約5.16gb，巨大的數(shù)據(jù)量，對參與數(shù)據(jù)處理的每個環(huán)節(jié)提出了非常高的要求，合理的系統(tǒng)結(jié)構至關重要。

現(xiàn)有的ldi系統(tǒng)中，主機和dpb之間多設有從機和光纖傳輸板，這種系統(tǒng)結(jié)構組件間數(shù)據(jù)傳輸量極大，且數(shù)據(jù)鏈路長，故障點多，成本高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種激光直寫的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，能夠滿足激光直寫過程中處理巨大數(shù)據(jù)量的需求，且系統(tǒng)結(jié)構簡單合理。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種激光直寫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括主機、從機、數(shù)據(jù)處理模塊和空間光調(diào)制器(slm)；所述數(shù)據(jù)處理模塊由數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元和數(shù)字光處理(dlp)芯片組構成；所述dlp芯片組包括dlp芯片、程序存儲芯片和圖像傳輸芯片；所述主機和所述從機之間以及所述從機和所述數(shù)據(jù)處理模塊之間通過數(shù)據(jù)傳輸線相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊和slm間通過數(shù)據(jù)排線相連。

進一步地，所述slm是數(shù)字微鏡器件(dmd)。

進一步地，所述數(shù)據(jù)接收單元是千兆網(wǎng)口或萬兆網(wǎng)口。

進一步地，所述數(shù)據(jù)處理單元是現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)。

進一步地，所述數(shù)據(jù)存儲單元是雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器(ddr)。

進一步地，所述程序存儲芯片是閃存芯片(flash)。

進一步地，所述圖像傳輸芯片是現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)。

進一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸線是千兆網(wǎng)線或萬兆網(wǎng)線。

本發(fā)明還提供一種應用上述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的方法，包括如下步驟：

讀取文件步驟，所述主機讀取版圖文件，獲取完整版圖的矢量圖；

條帶切割步驟，所述主機將所述完整版圖的矢量圖按條帶參數(shù)進行條帶切割得到條帶矢量圖，然后向所述從機輸出所述條帶矢量圖；

多邊形優(yōu)化處理步驟，所述從機對所述主機傳輸?shù)乃鰲l帶矢量圖進行多邊形優(yōu)化處理獲得經(jīng)過優(yōu)化的條帶矢量圖，然后向所述數(shù)據(jù)處理模塊輸出所述的經(jīng)過優(yōu)化的條帶矢量圖；

柵格化步驟，所述數(shù)據(jù)處理模塊對接收的所述經(jīng)過優(yōu)化的條帶矢量圖進行柵格化處理獲取水平條帶位圖；

位圖錯切處理步驟，所述數(shù)據(jù)處理模塊對所述的水平條帶位圖進行位圖錯切處理得到傾斜條帶位圖；

幀化處理步驟，所述數(shù)據(jù)處理模塊對所述傾斜條帶位圖進行幀化處理得到可以直接被空間光調(diào)制器應用的幀圖像；

傳幀圖像步驟，所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述幀圖像輸送至所述空間光調(diào)制器；

圖像顯示步驟，所述空間光調(diào)制器對接收的所述幀圖像進行輸出顯示。

進一步地，所述讀取文件步驟和所述條帶切割步驟之間還有對位處理步驟；所述對位處理步驟是由所述主機對所述完整版圖的矢量圖進行旋轉(zhuǎn)、縮放和平移處理。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相對于現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)精簡了光纖傳輸板這一組件，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點，縮短了數(shù)據(jù)鏈路，系統(tǒng)集成度提高，處理過程更簡潔；精簡光纖傳輸板也消除了一個可能的故障點，減少了發(fā)生故障后排查故障的工作量，便于維護；精簡光纖傳輸板還有利于降低成本。

本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相對于現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)精簡了從機和光纖傳輸板，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點，縮短數(shù)據(jù)鏈路，系統(tǒng)高度集成，處理過程簡潔；本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)維護便捷(消除了兩個可能的故障點，也減少了發(fā)生故障后排查故障的工作量)；無從機和光纖傳輸板的設計還有利于降低成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構圖，其中，箭頭方向標示數(shù)據(jù)傳輸方向；

圖2是應用現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的流程圖；

圖3是應用現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的流程圖(分組件)，對不同硬件承擔的處理流程進行分組展示；

圖4是本發(fā)明實施例1中的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構圖，其中，箭頭方向標示數(shù)據(jù)傳輸方向；

圖5是本發(fā)明實施例1中的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)構圖，其中，箭頭方向標示數(shù)據(jù)傳輸方向；

圖6是本發(fā)明實施例1中的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊中dlp芯片組的組成圖；

圖7是應用本發(fā)明實施例1中的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的流程圖；

圖8是應用本發(fā)明實施例1中的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的流程圖(分組件)，對不同硬件承擔的處理流程進行分組展示。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述。

附圖1給出了現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構圖。如附圖1所示，現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一般包括主機、從機、光纖傳輸板、數(shù)據(jù)處理模塊和dmd。其處理過程為：讀取文件——對位處理——條帶切割——柵格化——條帶位圖傳輸——條帶位圖接收——位圖錯切處理——幀化處理——傳幀圖像——圖像顯示，如附圖2所示。其中，主機執(zhí)行讀取文件、對位處理和條帶切割的步驟，從機執(zhí)行柵格化的步驟，光纖傳輸板執(zhí)行條帶位圖傳輸?shù)牟襟E，數(shù)據(jù)處理模塊執(zhí)行位圖錯切處理、幀化處理和傳幀圖像的步驟，dmd執(zhí)行圖像顯示的步驟，如附圖3所示。

現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)存在以下缺點：系統(tǒng)各組件間數(shù)據(jù)傳輸量極大，且數(shù)據(jù)鏈路長，故障點多，成本高。

本發(fā)明提供一種激光直寫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)精簡了光纖傳輸板，由主機、從機、數(shù)據(jù)處理模塊和slm組成；所述數(shù)據(jù)處理模塊由數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元和dlp芯片組構成；所述dlp芯片組包括dlp芯片、程序存儲芯片和圖像傳輸芯片；所述主機和所述從機之間以及所述從機和所述數(shù)據(jù)處理模塊之間通過數(shù)據(jù)傳輸線相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊和slm間通過數(shù)據(jù)排線相連。

以下是本發(fā)明的具體實施例。

實施例1

本實施例提供一種激光直寫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，如附圖4所示，該系統(tǒng)包括主機、從機、數(shù)據(jù)處理模塊和dmd。其中，數(shù)據(jù)處理模塊由數(shù)據(jù)接收單元、fpgav6、ddr和dlp芯片組構成(參見附圖5)；dlp芯片組又包括兩個dlp芯片、一個flash芯片和一個fpgav5芯片(參見附圖6)。

主機和從機一般可以是pc機、各種服務器或各種工控機。通過搭載軟件系統(tǒng)，主機和從機可以進行相應的數(shù)據(jù)處理。

數(shù)據(jù)處理模塊主要負責將矢量圖轉(zhuǎn)化為dmd可以直接應用的幀圖像。本實施例中的數(shù)據(jù)接收單元是千兆網(wǎng)口，其接收的數(shù)據(jù)傳輸至ddr存儲，fpgav6調(diào)用ddr中的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行必要處理，然后輸送至dlp芯片組，由dlp芯片組將數(shù)據(jù)傳輸至dmd。dlp芯片組中，dlp芯片進行邏輯處理，flash芯片則存儲dlp芯片的執(zhí)行程序，而fpgav5芯片負責將處理得到的幀圖像輸送至dmd。

dmd用于圖像顯示，dmd在光源的作用下，向基底上投射接收的幀圖像。本實施例中的dmd是由德州儀器(ti)生產(chǎn)的。

其中，主機和從機之間以及從機和數(shù)據(jù)處理模塊之間通過數(shù)據(jù)傳輸線相連，數(shù)據(jù)傳輸線一般是千兆或萬兆網(wǎng)線，其傳輸速率相應可達1gbps或10gbps。

其中，數(shù)據(jù)處理模塊和dmd間通過數(shù)據(jù)排線相連。

對比附圖1和4，可以看出，本實施例的激光直寫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相比現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)精簡了光纖傳輸板，系統(tǒng)結(jié)構簡化；精簡光纖傳輸板也有利于降低成本。同時，現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的光纖傳輸板和從機之間多采用pci-e接口，本發(fā)明中各系統(tǒng)組件之間大多采用網(wǎng)線連接，有利于系統(tǒng)兼容性的提高。

實施例2

本實施例提供一種應用實施例1中激光直寫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的方法，如圖7所示，該數(shù)據(jù)處理方法包括如下步驟：

在讀取文件步驟s1中，主機通過軟件系統(tǒng)讀取版圖文件，獲取完整版圖的矢量圖；版圖的格式可以是pdf、gdsii、gerber、odb++、dwg或dpf等。

在對位處理步驟s2中，主機通過軟件系統(tǒng)對步驟s1獲取的完整版圖的矢量圖進行旋轉(zhuǎn)、縮放和平移處理。對位處理的目的是保證用于移動版圖的運動機構對版圖的控制走位可以與已經(jīng)存在于基底上的圖案很好吻合；如果基底上沒有已經(jīng)存在的圖案，則對位處理步驟可以省略。

在條帶切割步驟s3中，主機通過軟件系統(tǒng)將步驟s2處理完成的完整版圖的矢量圖按照條帶參數(shù)進行條帶切割，得到條帶矢量圖，然后向從機輸出所述條帶矢量圖。條帶切割的必要性在于：對于精確計算后的系統(tǒng)來說，每個dmd掃描區(qū)域是相對于整個版圖來說是已知的，但掃描時只能使用柵格化后的位圖，所以必須要對完成對位處理的矢量圖進行條帶化處理，節(jié)取出每個條帶的矢量圖。

在多邊形優(yōu)化處理步驟s4中，從機對主機傳輸?shù)臈l帶矢量圖進行多邊形優(yōu)化處理獲得經(jīng)過優(yōu)化的條帶矢量圖，然后向數(shù)據(jù)處理模塊輸出經(jīng)過優(yōu)化的條帶矢量圖。多邊形優(yōu)化處理的目的是將fpga難以填充的多邊形變換成易于填充的形式。多邊形優(yōu)化的結(jié)果可能是凸多邊形，極端情況下是三角形，也可以是單方向凸多邊形（如在掃描線填充方向上是凸的）。

在柵格化步驟s5中，fpgav6對接收的經(jīng)過優(yōu)化的條帶矢量圖進行柵格化處理獲取水平條帶位圖；

在位圖錯切處理步驟s6中，fpgav6對水平條帶位圖進行位圖錯切處理得到傾斜條帶位圖。位圖錯切的目的是為了滿足傾斜式掃描的需要，將沒有傾斜的位圖變換成傾斜的位圖，以便于進行幀數(shù)據(jù)生成。

在幀化處理步驟s7中，fpgav6對傾斜條帶位圖進行幀化處理得到可以直接被dmd應用的幀圖像，并傳輸至dlp芯片組。條帶位圖本身是連續(xù)的，無法直接被dmd應用，因此需要將其轉(zhuǎn)化成若干幀圖像。

在傳幀圖像步驟s8中，dlp芯片組經(jīng)過處理，最終由fpgav5將幀圖像輸送至dmd。

在圖像顯示步驟s9中，dmd對接收的所述幀圖像進行輸出顯示。輸出顯示的過程是在入射光的作用下，dmd向基底投影。

由附圖8可以看出，本實施例的數(shù)據(jù)處理方法中，主機執(zhí)行讀取文件、對位處理和條帶切割的步驟，從機執(zhí)行多邊形優(yōu)化處理的步驟，處理過程的幾個重點步驟——柵格化、位圖錯切處理、幀化處理和傳幀圖像均由數(shù)據(jù)處理模塊執(zhí)行。

表1是對上述處理方法的總結(jié)，分別給出了每個處理步驟的輸入、輸出、處理單元、輸出對象和輸出方式的信息。

表1實施例2中激光直寫數(shù)據(jù)處理方法各步驟特性參數(shù)

對比附圖3和8，由于精簡了光纖傳輸板這一組件，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相對于現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點，縮短了數(shù)據(jù)鏈路，系統(tǒng)集成度提高，處理過程也更簡潔；精簡光纖傳輸板消除了一個可能的故障點，減少了發(fā)生故障后排查故障的工作量，更加便于維護。

此外，現(xiàn)有的激光直寫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理功能由各個組件相對平均地承擔，主機、從機、數(shù)據(jù)處理板分別執(zhí)行較為關鍵的幾個數(shù)據(jù)處理的步驟，組件間數(shù)據(jù)傳輸量大；而本發(fā)明中的數(shù)據(jù)處理功能大部分由數(shù)據(jù)處理板集中承擔，如柵格化的步驟，原先由從機完成，本發(fā)明中則由數(shù)據(jù)處理模塊完成，組件間數(shù)據(jù)傳輸量大大減少。

以上應用具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行了詳細闡述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。同時，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。因此，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。