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泉源:UC欧博娱乐网2015-12-15 23:32

择要:

现在,数字类消耗电子产物的需求率增长惊人。在这些产物中,成像和视频类产物比重很大。在这些影像产物中,无论是数码相机照旧内置数码相机的可照相手机,或许别的数字成像和

 现在,数字类消耗电子产物的需求率增长惊人。在这些产物中,成像和视频类产物比重很大。在这些影像产物中,无论是数码相机照旧内置数码相机的可照相手机,或许别的数字成像和视频终端产物,都需求成像和视频处置前端与其协同任务。

  德州仪器公司(TI)在推进新兴消耗类产物的初级图像使用方面实时跟进,公布了现在业界功能最为杰出的基于数字信号处置器(TMS320DSC系列DSP)的处理方案。这种低功耗、完全可编程的DSP处理方案,使及时视频功用在成像终端上的使用成为能够。TMS320DSC系列芯片在一个单一器件中集成了两项功用:超低功耗的TMS320C5000用来停止及时媒体处置;一个ARM7TDMI RISC处置器以完成零碎控制功用。可编程的硬件多媒体减速器可以停止并发性处置,以加强公用成像和视频功能。

  TI还提供了一系列成像和视频处置前端产物,可与TMS320DSC系列DSP停止无缝任务。TVP5031、TVP5040和TVP5145运用户可以将模仿视频信号转换成TMS320DSC系列芯片可以处置的数字数据。

  1 数码相机的成像和视频处置前端

  数码相机市场通常被分别为高端(400万像素以上)、中端(330、210万像素)与低端(百万像素以下①三种层次。针对差别的市场,大局部厂商会依据CCD和CMOS的差别而接纳差别的处理方案,而接纳TMS320DSC系列DSP的数码相机处理方案则可统筹。从入门产物到最初级设计的整个相机零碎或别的影像产物,都可由这个系列DSP的可编程才能而轻松完成,这是其劣势之一。其次,成像和视频处置前端TVP5031、TVP5040和TVP5145的可编程才能,使得开辟者可以经过更新的算法和规范来晋级或变动模块前真个处置。

  普通来说,数码相机的成像和视频处置前端次要是镜头模块(包括CCD传感器、镜头和马达)与模仿前端电路(AFE)。本文所述的成像和视频处置前端与公用数字处置器TMS320DSC的接口设计如图1所示。

  驱动电路和时序天生器件发生CCD或CMOS所需求的时钟信号,模仿前真个作用是将图像传感器输入的模仿图像信号钳位缩小,并完成A/D转换,这里接纳TVP5040。TMS320DSC系列DSP含有图像处置和时序控制电路,经过I/O接口可以控制时序发生,经过CCD控制器可以准确接纳垂直同步(VD)和程度同步(HD)信号。颠末相干设置装备摆设当前,DSP就可以承受TVP5040输入的CCD原始数据了。

  2 NTSC/PAL数字视频解码器TVP5040

  TVP5040作为一款高质量单芯片数字视频解码器,能够很方便的将模仿视频信号转换成数字视频。它包罗业界抢先的2个10位高速2x过抽样A/D转换器。承受规范的NTSC/PAL制式的复合视频信号和S-Video信号输出,输入款式可以是8位、10位、16位或20位4:2:2(YcbCr)子采样款式,也可以是8位或10位ITU-RBT,656界说的规范输入(带嵌入同步)。采样可以是矩形像素或许遵照ITU-RBT.601协议。TVO5040应用德州仪器的专利技能,对那些薄弱、不波动的信号停止捕获,并去除噪声。

  其三线互补自顺应梳状滤波器,可以低落色度和亮度的穿插影响。应用所支持的主机端口和接口I2C、3个并行主机接口(PHI)或VIP形式,可对视频特性,如色彩、比照度和饱和度等停止编程操纵。TVP5040发生同步、消隐、场和锁存信号,以及数字视频输入。同时,具有先辈的垂直消隐区间数据规复功用,内置FIFO可存储高达14行的图文电视数据。

  TVP5040次要包罗以下模块:

  *模仿信号处置器和A/D转换器(AGC,AD);

  *Y/C别离电路(Luma/Chroma separation);

  *色度处置(chrominance processing);

  *亮度处置器(luminance processing);

  *时钟处置与节电控制;

  *输入款式化器(outputformatter);

  *主机端口接口(interface);

  *VBI数据处置器(VBI);

  *加强型Macrovision检测(Macrovision detection)。

  模块功用如图2所示。

  TVP5040由一组外部存放器初始化并控制,它们设置一切的操纵参数。为了可以准确设置存放器的参数,主机在上电复位时,必需向TVP5040下载微代码,以使TVP5040的外部微处置器对外部存放器编程。由于微代码较大,TVP5040提供了差别的主机端口接口,包罗I2C端口(I2C Interface)、3个并行主机接口(PHI Interface)和视频端口接口(VIP Interface)用于下载和进一步的设置装备摆设。主机接口用于初始化外部微处置器,读写形态存放器以及拜访分片VBI数据(sliced VBI data)。这些接口形式是在上电复位或是组合运用GLCO、PALI和FID引脚复位时确定的。

  内部控制器经过规范的主机端口接口与TVP5040通讯。TVP5040有一个外部微处置器,另有相连的100K的指令RAM。微处置器控制芯片的功用包罗PLL操纵、AGC、同步和存放器设置装备摆设等。这种可编程构造使得TVP5040可以应用更新的算法来进步功能。每次上电启动的时分都要下载用于外部微处置器的微代码。

  控制每行像素数的采样频率是差别的,这取决于视频款式和规范。TVP5040的视频端口输入款式时序如图3所示。别的另有程度、垂直同步以及场同步信号的时序图,限于篇幅,就纷歧一列出了。

  3 TMS320DSC系列DSP的CCD控制器

  TMS320DSCX系列DSP的图像功用单位CCD控制器为CCD和CMOS图像传感器提供了必须的逻辑,对逐行和隔行扫描CCD或CMOS图像传感器赐与了很好的支持。CCD控制器可以编程控制,有20个存放器需求设置,由TMS320DSCX控制,能支持高达4096×4096像素的CCD。它有以下几局部功用:CCD接口、数字钳位、时序发作以及输入款式化,如图4所示。

  CCD控制器收罗处置CCD图像传感器的数据。CCD所需的A/D转换和时序天生由内部芯片提供。CCD时序天生器(CCD timing generator)可以向内部时序发生电路提供HD/VD信号,也可以接纳内部传来的HD/VD信号并与其坚持同步。CCD控制器最高可以处置12位宽的图像数据,可以支持高达30MHz的点时钟。这里接纳TVP5040天生CCD控制器所需时序,并传送HD/VD、场ID和像素时钟信号。

  钳位电路(clamper)采样CCD黑像素的数字,然后每个像素的值都减去这个黑电平值。用户可以经过存放器设置黑电平像素的地位,用于求黑像素的数目(8个或16个)。别的,也可以将黑电值设置成一个常数。

  输入款式化器模板(output formatter)提供反混杂滤波(anti-aliasing filter)、A-律紧缩和程度、垂直降采样。反混杂滤波由一个复杂的三阶滤波器组成。A-律表紧缩将10位以上的钳位后数据紧缩成8位。最初是一个可编程降采样模板,从每8个像素中抽取N个像素。

  CCD控制器提供2个数据通道。在经过(passthrough)通道时,8、10、12位的像素值被保管到1个16位SDRAM字的高位,没有运用的低位填入0。数据存入SDRAM时,每次保管32位,即2个像素,此中右边的象素保管到32位的低16位。在数据紧缩通道,图像数据的高10位被紧缩成8位,然后每4个像素存入SDRAM的一个32位字。

  4 DSP与TVP5040的硬件衔接及软件完成

  4.1 硬件衔接

  思索到TMS320DSCX的CCD控制器只能接纳12位宽的数据,在TVP5040端决议接纳10位YUV 4:2:2的视频输入款式,则TMS320DSCX与TVP5040的硬件衔接如图5所示。

  由于TVP5040输入10位数据,以是本设计保存最高位,低两位接地或许悬空。TMS320DSC接纳来自TVP5040的VD、HD以及场信号并与其坚持同步。图像数据输出TMS320DSC系列DSP时,在输出点时钟的上升沿和降落沿被锁存,可经过存放器DET设置。CCD控制器可以将数据间接存入SDRAM,也可以经过预览引擎(preview engine)Burst紧缩单位将数据紧缩后存入SDRAM。

  TVP5040输入的写信号(WEN)用于从CCD接口间接将数据写入SDRAM,可经过EWEN位停止设置。当WEN信号为高读写位(RDWE),登基是“1”时,图像数据就载入SDRAM。

  需求留意的是,TVP5040必需外接14.31818MHz的晶振才干坚持正常的任务频率。

  4.2 软件完成

  起首需求初始化TVP5040,将微代码经过TVP5040的I2C主机端口下载到微处置器中。

  Void TVP5040INIT(void)

  {

  resetTVP(); //起首将TVP5040复位

  DELAYTIME; //延时,下载代码需求时序波动

  MicrocodeDown(); //下载微代码

  RestartMicroprocessor();//下载完后,需求重新启动5040的微处置器

  TimerWait(5); //微处置重视新启动需求等候5ms

  PatchTVPRegister(); //外部存放器处于默许形态,需求重新设置

  }

  然后需求设置CCD控制器以获取一帧图像数据并送入SDRAM。

  Void main()

  {

  TVP5040INIT();//初始化TVP5040

  SdramInit(); //初始化SDRAM

  CCDCInit();//初始化CCD控制器

  CCDCSetLinePerFrame();//设置每帧图像的行数

  CCDCSetRawDataMode();//设置外部天生时序信号的宽度、极性、地位和偏向

  CCDCGetFrame();//获取一帧图像数据送入SDRAM

  }

  然后,就可以对SDRAM中的图像数据停止处置了,比方停止图像的紧缩或加强处置等,这些凌驾了本文的讨论范畴,就未几述了。

  5 结论

  上述零碎在数码相机设计方案中获得了十分好的结果。理论证明,这种高功能、可编程的、基于DSP的处理方案,使得产物的开辟和使用变得愈加容易,为产物更快的进入市场奠基了根底。

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