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嵌入式系統(tǒng)數(shù)字圖像采集接口電路設(shè)計嵌入式系統(tǒng)數(shù)字圖像采集接口電路設(shè)計
（作者未知） 2009/5/2
（接上頁），則從該行的第一個像素開始。因此，在讀取圖像數(shù)據(jù)前應(yīng)先判斷場和行的起始位置。圖4是通過I/O接口方式讀取圖像數(shù)據(jù)的流程。讀取每個像素數(shù)據(jù)前先查詢數(shù)據(jù)狀態(tài)，如果數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好則讀取數(shù)據(jù)。
3、同步信號檢測
為了簡化電路設(shè)計，用處理器直接讀取同步信號，然后找出場和行的起始位置。
從圖2可以看出，處理器讀取同步信號時，信號可能處在同步脈沖狀態(tài)（‘1’）或正常狀態(tài)（‘0‘）。對于那些同步信號反向的器件，則分別為‘0’和‘1’。如果信號處于同步脈沖狀態(tài)，第一次檢測到的正常狀態(tài)就起始位置。如果信號處于正常狀態(tài)，則首先檢測到脈沖狀態(tài)，然后用同樣的方法確定起始位置。
通過上述方法可以檢測出場的起始位置和行起始位置。
4、用VHDL設(shè)計鎖存器
在應(yīng)用中，以上兩個鎖存器的功能和其他邏輯集中在一起，用可編程邏輯器件實現(xiàn)。下面分別為它們的VHDL表示。
設(shè)DO(0-7)是鎖存器輸出端，DI(0-7)是鎖存器輸入端，DM(0-7)是中間狀態(tài)，Data_R是數(shù)據(jù)讀信號（低電平時有效），則數(shù)據(jù)鎖存器的VHDL描述為：
Process (reset, PCLK) -- 鎖存圖像數(shù)據(jù)
Begin
If reset=’0’ then
DM﹤="00000000"; -- 清除數(shù)據(jù)
Else if PCLK’event and PCLK=’1’ then
DM﹤=DI; -- 鎖存數(shù)據(jù)
End if;
End process;
Process (DM, Data_R) -- 讀取圖像數(shù)據(jù)
Begin
If Data_R=’0’ then
DO﹤=DM; -- 輸出圖像數(shù)據(jù)
Else
DO﹤="ZZZZZZZZ" -- 輸出高阻
End if;
End process;
進一步設(shè)數(shù)據(jù)有效狀態(tài)為Dstatus, 狀態(tài)讀寫信號為Status_R (低點平時有效)，則狀態(tài)鎖存器的VHDL描述為：
Process (reset, PCLK，Data_R) -- 數(shù)據(jù)有效狀態(tài)控制
Begin
If reset=’0’ or Data_R=’0’ then
Dstatus﹤=’0’; -- 清除狀態(tài)
Else if PCLK’enent and PCLK=’1’ then
Dstatus﹤=’1’; -- 設(shè)置狀態(tài)
End if;
End process;
Process (Dstatus, Status_R) --讀取狀態(tài)和同步信號
Begin
If Status_R=’0’ then
DO0﹤=Dstatus;
DO1﹤=VSYNC;
DO2﹤=HSYNC;
DO3﹤=FRAME;
Else
DO﹤="ZZZZZZZZ"; -- 高阻狀態(tài)
End if;
End process;
四、內(nèi)存直接寫入接口設(shè)計
在處理器速度較慢且圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率不能降低的情況下，采用上述I/O接口方法不能得到完整的圖像。另外，有些應(yīng)用中要求能夠?qū)崟r采集圖像。為此，我們設(shè)計了高速數(shù)據(jù)圖像采集方法―內(nèi)存直接寫入法。由于SRAM訪問控制簡單，電路設(shè)計方便，被大量嵌入式系統(tǒng)采用，本文以SRAM作為存儲器。
1、電路原理和結(jié)構(gòu)
內(nèi)存直接寫入方法通過設(shè)計的圖像采集控制器（以下簡稱控制器）不需處理器參與，直接將圖像數(shù)據(jù)寫入系統(tǒng)中的內(nèi)存中，實現(xiàn)高速圖像采集。
圖5是接口結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)需要采集圖像時，處理器向控制器發(fā)出采集請求，請求信號capture_r從高到低。控制器接到請求脈沖后，發(fā)出處理器掛起請求信號HOLD,使處理器的外總線處于高阻狀態(tài)，釋放出總線�？刂破魇盏教幚砥鲬�(yīng)答HOLDA后管理總線，同時檢測圖像同步信號。當(dāng)檢測到圖像開始位置時，控制器自動產(chǎn)生地址和讀寫控制信號將圖像數(shù)據(jù)直接寫入內(nèi)存中。圖像采集完成后，控制器自動將總線控制權(quán)交還處理器，處理器繼續(xù)運行，控制器中與采集相關(guān)的狀態(tài)復(fù)位�？刂破骺梢愿鶕�(jù)同步信號或設(shè)定的采集圖像大小確定采集是否完成。
在圖5中，控制器包括同步信號檢測、（未完，下一頁）
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