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1、基于DSP的PCI圖像采集卡設計
2、第1...摘 要：介紹了CMOS黑白圖像傳感芯片OV5017的性能與特點，給出了采集卡軟硬件設計實例，他利用TMS320VC5402對OV5017的圖像數(shù)據(jù)進行采集和一些預處理工作，其數(shù)據(jù)通過DSP-PCI橋芯片PCI2040送給主機，從而實現(xiàn)圖像采集系統(tǒng)的高速性和靈活性。關鍵詞：TMS320VC5402；OV5017；PCI2040；圖像采集；驅動設計隨著計算機電子技術的不斷發(fā)展，圖像采集系統(tǒng)在各個方面得到了越來越廣泛的應用，同時也對圖像采集系統(tǒng)提出了更高的要求，快速、靈活、方便及可控性成為圖像
3、采集系統(tǒng)發(fā)展的方向。本文設計的采集系統(tǒng)以通用的DSP芯片TMS320VC5402作為核心處理器、OV5017作為系統(tǒng)的圖像傳感器，而數(shù)據(jù)通過PCI橋電路發(fā)送給PC機，因此該系統(tǒng)結構簡單，具有即插即用、傳輸速率高的特點，并且由于OV5017可通過編程實現(xiàn)對該芯片的控制，TMS320VC5402又可對圖像做一些預處理工作，因此具有采集系統(tǒng)的靈活性、可控性，鑒于該系統(tǒng)采集過程中的靈活性、快速性和可控性，故可更好地應用于一些需要實時采集、控制的圖像監(jiān)控、多媒體應用等領域。1 OV5017簡介 近年來發(fā)展較快的CMOS圖像傳感器，內部采用
4、了相同的CMOS技術，因此可以將象素陣列與外圍支持電路集成在同一塊芯片上。CMOS圖像傳感器主要包括：一個圖像傳感器核心、單一時鐘、所有的時序邏輯、可編程功能和A/D轉換器。與CCD相比，CMOS圖像傳感器將整個圖像系統(tǒng)集成在一塊芯片上，具有性價比高、編程簡單、功耗低的優(yōu)點?！ ∶绹鳲mniVision公司開發(fā)的OV5017將CMOS光感應核與外圍支持電路集成在一起，具有可編程控制與視頻A/D混合輸出等功能，其輸出的視頻為黑白圖像，與CCIR標準兼容，該芯片適用于圖像識別領域?；緟?shù)為：(1)內置8b的A/D。(2)幀頻為50～
5、0．5，曝光設置為1～1/100幀?！ ?3)芯片圖像尺寸為4．2mm×3．2mm，單個象素尺寸為11μm×11μm。 (4)信噪比SNR＞42dB；自動增益控制為0～18dB。(5)幀頻為50且f1．4時，最小照度為0．51ux。(6)幀頻為50時，峰值功耗小于100mS320C5402的控制下輸出數(shù)字圖像，經(jīng)過DSP存入圖像存儲器。根據(jù)OV5017視頻讀取時序(如圖2)可設計如下連接：OV5017的管腳A［3…0］，D［7…0］與TMS320C5402的管腳A［3…0］，D［7…0］直接相連，用DSP的R/S320VC540
6、2的HINT與本身的INT2相連用于HPI方式引導，HPIENA，HDS2，HAS接高電平；HDS1接PCI2040的HDS；HBIL接PCI2040的HS320VC5402的HPI寄存器空間映射為Bar1(大小為32k)，共在驅動程序中映射為兩段內存區(qū)?！ ∮捎谠摬杉到y(tǒng)對硬件的操作大部分請求都是讀寫數(shù)據(jù)，需要設備執(zhí)行IOCTL操作，應用程序使用標準J＿DEVICE＿CONTROL功能碼的IRP，驅動程序中共設置了4對共8個這樣的IOCTL操作，都使用METHOD＿BUFFERED方式。這時I/O管理器創(chuàng)建一個足夠大的內核模式拷
7、貝緩沖區(qū)，當派遣例程獲得控制時，用戶模式的輸入數(shù)據(jù)被復制到這個拷貝緩沖區(qū)，在IRP完成之前，向拷貝緩沖區(qū)填入需要發(fā)往應用程序的輸出數(shù)據(jù)。當IRP完成時，設置IoStatus．Information域等于放入拷貝緩沖區(qū)中的輸出字節(jié)數(shù)，然后I/O管理器把數(shù)據(jù)復制到用戶模式緩沖區(qū)并設置反饋變量。驅動程序對Bar0有2個IOCTL操作，通過對HPIRESET寄存器(地址為BAR0的14H)讀寫來對DSP復位，通過DSP的HPIC寄存器、HPIA寄存器、HPID自增寄存器、HPID非自增寄存器(由于只連了一片DSP0，故A14，A13都為0
8、，而A12，A11分別對應HTL1和HTL0，故各寄存器地址分別為BAR1的0，1000H，800H，1800H)的讀寫設置HPIC的讀寫操作、HPID自增方式的讀寫操作、HPID非自增方式的讀寫操作共對于Bar1相關的6個IOCTL操作。在Driver］．PublishingHouseofMicrosoft，1999．［5］Microsoft．Windows2000driverdesignguide
