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    基于高分辨率CMOS傳感器圖像采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

    2013-11-04 13:48 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

    隨著CMOS技術(shù)的發(fā)展,原來CMOS圖像傳感器比CCD噪聲大的特點(diǎn)得到大大改善,并且以其成本低、功耗低、單一工作電壓、集成AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字形式數(shù)據(jù)輸出、圖像大小可編程控制等優(yōu)點(diǎn),在攝像頭、微型數(shù)碼照相機(jī)、掃描儀、手機(jī)、可視電話、視頻會(huì)議等眾多領(lǐng)域應(yīng)用。但要將CMOS的圖像采集到DSP芯片中的硬件設(shè)計(jì)成本較高,實(shí)現(xiàn)難度較大。現(xiàn)階段,比較多的方案是采用帶視頻控制器的DSP芯片,如TI6000系列中帶有3個(gè)VPO接口的 TMS320DM642和ADI公司帶PPI接口的Blackfin處理器。很多低價(jià)通用的DSP如TI55x系列和67x系列的DSP,與CMOS圖像傳感器都沒有直接接口,需要設(shè)計(jì)硬件電路。本文便是針對(duì)這種低價(jià)通用的DSP,提出的一種低成本的采集方案。

    1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    由于大部分DSP都有與SDRAM、Flash、SRAM、FIFO等存儲(chǔ)器接口的EMIF接口,而沒有直接與CMOS/CCD固體圖像傳感器接口的控制器。所以采用CPLD作為圖像傳感器到FIFO以及FIFO到DSP的一個(gè)時(shí)序協(xié)調(diào)控制器。同時(shí)由于圖像傳感器的像素時(shí)鐘PIXCLK很高,最高可以達(dá)到 48MHz,固體圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)量大,而FIFO的容量有限,一般都是幾K、幾十K字節(jié),對(duì)于高像素的圖像來說,F(xiàn)IFO只能充當(dāng)線緩沖的作用,要作為幀緩沖,除非系統(tǒng)對(duì)速度要求很高,否則成本太高。由于采集到DSP中的圖像數(shù)據(jù)量很大,靠寫文件的方式來驗(yàn)證采集的數(shù)據(jù)非常慢,所以本系統(tǒng)采用 GPIO設(shè)計(jì)了一個(gè)SD卡的控制器,通過寫B(tài)MP文件,對(duì)采集的圖像進(jìn)行驗(yàn)證。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

    11

    本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于DSP采用何種方式去讀取FIFO中的圖像數(shù)據(jù)。很多方案中都是啟動(dòng)EDMA讀取FIFO中的圖像數(shù)據(jù),當(dāng)FIFO半滿時(shí)中斷DSP 啟動(dòng)EDMA讀取數(shù)據(jù),這樣對(duì)FIFO讀時(shí)鐘的頻率要求很高,需要讀時(shí)鐘為寫時(shí)鐘的2倍。但這種方案存在問題,即FIFO時(shí)鐘的選擇問題。EMIF口的在EDMA啟動(dòng)的過程中都是一些不穩(wěn)定不規(guī)則的負(fù)脈沖信號(hào),難以選擇作為FIFO的讀時(shí)鐘。這種采用EDMA的方案在TMS320DM642中可行,因?yàn)門MS320DM642能與FIFO無縫連接。

    2 硬件設(shè)計(jì)

    2.1 硬件電路圖

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    傳感器 CMOS

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