基于dsp芯片的數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)

1、1基于DSP芯片的數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了一種基于DSP（DiginalSignalProcess數(shù)字信號(hào)處理器）的數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)的基本方案，該數(shù)碼相機(jī)以TI公司的TMS320VC5509144定點(diǎn)DSP為核心，采用CCD圖像傳感器以面陣方式采集圖像數(shù)據(jù)，使用CPLD進(jìn)行邏輯控制，配合高速SDRAM和大容量Flash，使用USB通信接口，采用JPEG壓縮算法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼相機(jī)的基本功能。文中論述了數(shù)碼相機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)建，就硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)做出

2、了探討。關(guān)鍵詞：數(shù)碼相機(jī)數(shù)字信號(hào)處理器1引言數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品自問世以來，一直艱難的在圖像質(zhì)量和價(jià)格之間尋求平衡以滿足消費(fèi)者的需求。雖然數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)相機(jī)都是基于光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)成像的，但由于所使用的感光介質(zhì)不同，數(shù)碼相機(jī)更偏重于光電的轉(zhuǎn)化，是光學(xué)、機(jī)械、電子一體化的高科技產(chǎn)品。DSP使數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)更加靈活多變，使數(shù)碼相機(jī)性能得以提升。2系統(tǒng)功能分析本設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的功能是，對(duì)要拍攝的物體進(jìn)行圖像采集，我們希望得到色彩性好的圖像，以滿足攝影要求。采

3、集后的圖像數(shù)據(jù)，首先要進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，這樣才能夠進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過DSP芯片的運(yùn)算和處理，對(duì)圖像進(jìn)行修正，處理后的數(shù)據(jù)有兩種輸出方式，一種是通過液晶驅(qū)動(dòng)顯示在液晶顯示屏上，另外一種是通過USB接口，將采集到的圖像儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)上。因此功能基本實(shí)現(xiàn)步驟是：首先由CCD圖像傳感器采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和AD轉(zhuǎn)換；然后由DSP對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和JPEG壓縮；最后將壓縮的圖像數(shù)據(jù)顯示在LCD上或者通過USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。CCD3集

4、速率轉(zhuǎn)換為點(diǎn)時(shí)鐘。由此可知，LCD處理模塊是一種獨(dú)立電路，他與輸入視頻頻率和LCD屏無關(guān)。因此只要適當(dāng)調(diào)節(jié)軟件，就能把LCD處理器用于其他各種電子產(chǎn)品。（4）USB傳輸模塊USB應(yīng)用采用通用連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)外設(shè)的簡(jiǎn)單快速連接，借以達(dá)到方便用戶、降低成本、擴(kuò)展PC機(jī)連接外設(shè)范圍的目的。目前市場(chǎng)上USB接口芯片很多，使用較為廣泛的是Crypress公司的AN2131系列的USB接口芯片AN2131Q。在AN2131Q芯片和TMS320C550

5、9DSP芯片之間采用FIFO(FirstInFirstOutSRAM)芯片連接，可以使USB接口芯片和DSP之間的最大數(shù)據(jù)交換速度超過USB總線的速度，使之不成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i，從而使DSP和主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸速度只受USB協(xié)議限制。4軟件設(shè)計(jì)有了當(dāng)今最高的性能軟件可編程性使得DSP成為數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)的最有價(jià)值的選擇?？赏瑫r(shí)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理和通用操作的軟件靈活性給最終設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了很多便利。TMS320C5509軟件開發(fā)的一切過程都

6、可在CCS集成環(huán)境下進(jìn)行包括項(xiàng)目的建立、源代碼的編輯以及程序的編譯和調(diào)試。該CCS能對(duì)用戶開發(fā)的源代碼進(jìn)行優(yōu)化。目的是縮短代碼長(zhǎng)度并提高代碼執(zhí)行效率。其中C優(yōu)化器對(duì)C源代碼進(jìn)行優(yōu)化所進(jìn)行的優(yōu)化包括針對(duì)C代碼的一般優(yōu)化。軟件設(shè)計(jì)流程首先是通過IO口讀取CCD傳感器的信號(hào)由于AD轉(zhuǎn)換已經(jīng)由硬件完成DSP芯片讀取的信號(hào)為數(shù)字量處理起來也比較方便。DSP對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修整處理，實(shí)際上相當(dāng)于去除噪聲信號(hào)。利用JPEG2000算法，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。壓

7、縮后的數(shù)據(jù)，利用串行通信協(xié)議傳輸?shù)経SB接口。而LCD顯示驅(qū)動(dòng)器，需要若干根IO管腳獲取數(shù)據(jù)。軟件編程的主要難點(diǎn)是信號(hào)的處理部分，因?yàn)閳D像是比較復(fù)雜的位圖，顏色和光強(qiáng)都是無規(guī)律的自然景象，而讀寫操作和通信相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單。調(diào)試過程可利用仿真軟件進(jìn)行。仿真程序利用開發(fā)系統(tǒng)將代碼下載到DSP程序是在芯片上直接運(yùn)行的。仿真軟件只是把運(yùn)行結(jié)果讀出來顯示。軟件仿真無需目標(biāo)板就可以開始軟件編程但仿真速度較慢而且無法仿真某些外設(shè)的功能。硬件仿真的優(yōu)點(diǎn)