图2中,H1,H2,XVl,XV2,XV3,XV4是CCD图像传感器的时序驱动信号,EEPROM用来存储DSP初始化的寄存器值。D0~D7是YUV数字信号。其具体工作流程:将CCD图像传感器采集的模拟信号经CXA2096N进行相关预处理后,相应数字信号经VIN引脚传给DSP(CXD3142),DSP接收数字信号后,利用其内部AE/AWB检测电路、同步信号产生电路、外同步电路以及相关算法对其进行相关处理,处理完成后在行(H引脚)、场(V引脚)信号及时钟信号(PCLK)的控制下将8位数字信号经过D0~D7引脚传给FPGA模块进行相关处理。通过引脚SCK、SI、SO、XCS串口通信,通过CSROM、CASI、CSASO、CASCK引脚与外部EEPROM通信,实现DSP相关的初始化。此外,IO引脚输出经DSP处理过的复合视频信号,通过相关接口直接在CRT显示器上显示图像处理结果。
2.3.3 FPGA模块
为了实现实时预处理数字视频信号数据,增加系统扩展性,该系统设计扩展一片由Xilinx公司生产的基于90 nm工艺制造的Spartan3E系列FPGA,其型号为XC3S250E-PQ208-4C,此FPGA具有较高的性价比,其内有25万个系统门,5508个逻辑单元(LC),612个可配置逻辑块(CLB),216 Kbit的块RAM,12个专用乘法器,158个可用的I/O接口,4个数字时钟管理单元(DCM)。图3为其电路连接图。
DSP与FPGA的通信是由11根总线完成的,分别是8根数据线,行、场同步信号和数据时钟总线。因为CXD3142RDSP输出PAL(逐行倒相)制式的数字视频信号,FPGA将此PAL制视频信号转换成VGA格式。首先将YUV(4:2:2)格式信号转换成RGB(5:6:5)格式,然后利用2个SDRAM作为帧缓存,利用场间插值算法,完成隔行到逐行的转换,并将帧率由25 Hz提升到60 Hz,同时产生SVGA格式、帧频为60 Hz的行、场同步信号,并把被放大的图像数据经D/A转换后输出到VGA接口,VGA显示器上实时显示采集的图像。