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基于影像传感器MT9M111的视频采集系统

来源:电子设计应用/孙莹涛 李玉山?? 2006年06月08日 ?? 收藏0

?????? 图像采集/存储模块

?????? 该模块主要由FPGA的控制逻辑将成像芯片MT9M111采集到的图像数据实时地传送到SRAM中。在系统中采用双帧存结构,每个由一片IS61WV20488 SRAM构成,能够存放一帧1280×1024分辨率的图像数据。由于采用了乒乓机制,两片存储器之间交替工作,从而使图像的采集和传输并行进行。为确保在任何时刻只有一片SRAM可以读取采集到的图像数据,设置了一个读互斥锁,同样,只有一个SRAM可接收采集到的图像数据,因此,又设置了一个写互斥锁。需要注意的是,由于图像传感器的图像数据输出速度要比USB2.0传输速度慢,所以,当读完SRAM2的数据以后,需要等待另一片SRAM1完成写图像数据后,才可以向SRAM2写入下一帧图像数据,而SRAM1无需等待便可以直接进行读取图像数据的工作,如此循环往复,实现了并行工作,有效地提高了系统的工作效率。图2为系统控制电路的原理框图,FPGA内部各个模块均采用Verilog HDL编写。

FPGA控制电路框图

图2? FPGA控制电路框图

  图像传输模块

?????? 采集完一帧图像后,要经过USB时钟信号控制模块将外部RAM中的图像数据读入到主机。在本图像采集系统中,使用CY7C68013的Slave FIFO异步工作方式,把FIFO配置成和EP2端口相连、每个数据包1024字节、4缓冲的方式,块传输模式。这样的设置可以满足系统要求,同时也有效地利用了内部的4kB FIF

O来传输采集到的图像数据,系统控制使用了FALGB信号引脚,用来报告“FIFO满”的状态,默认为低电平有效。本文采用的是自动输入方式,当FIFO中的数据满一定量时,EZ-USB-FX2就直接通过FIFO把数据传送到USB收发器,而不经过CPU的干预,这样就提高了传输速度,本系统当FIFO满1kB时开始自动发送。

?????? USB驱动和主机应用程序模块

?????? USB设备驱动程序的开发是USB系统开发的难点,尤其是在本系统传输数据量大且速度要求高的情况下,就要编写出高效的USB设备驱动程序,才能保证高分辨率图像的实时传输。本系统采用DDK来开发WDM驱动程序。实际上,USB 客户驱动程序中包含大量的例程,对开发驱动程序有很大的帮助。主机应用程序的主要功能是通过USB接口读取图像数据并实时显示动态图像.为提高主机应用程序的效率,可以使用双线程。

?????? 结语

?????? 本系统采用具有130万像素的影像传感器MT9M111,保证了图像质量,采用USB2.0接口芯片CY7C68013保证了图像的实时传输,且设计灵活,为实现各种图像处理算法提供了软/硬件支持。


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