至簡(jiǎn)設(shè)計(jì)法之OV7670圖像采集

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題目

實(shí)現(xiàn)攝像頭OV7670的配置及完成圖像的采集。請(qǐng)讀者考慮實(shí)現(xiàn)該功能需要哪些模塊？進(jìn)行模塊劃分并給出端口定義，不需要寫出代碼。

模塊劃分

根據(jù)需配置外設(shè)交互架構(gòu)，模塊劃分如圖6-16所示：

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圖6-16 初步模塊劃分


進(jìn)一步分析配置模塊及接口模塊。

1. 配置模塊

從OV7670的datasheet可知，完成某些必要寄存器的配置，OV7670才能正常工作，而配置不同的寄存器，又能夠?qū)崿F(xiàn)不同的功能。配置模塊根據(jù)配置要求產(chǎn)生讀寫命令、數(shù)據(jù)與地址給接口模塊。配置表里包含操作碼，所有寄存器的地址以及寄存器的配置值。

下面詳細(xì)介紹配置表，以下是OV7670的部分配置表：

明德?lián)P科教

（1）REG_NUM表示此外設(shè)寄存器總數(shù)。

（2）配置表存放的格式為：“操作碼”+“地址”+“配置值”，比如：add_wdata = {2'b11,16'h1204}，其操作碼是2’b11，地址是8’h12，配置值是8’h04。

（3）操作碼為2比特，00表示空操作；01表示只讀；10表示只寫；11表示先寫后讀。

（4）配置模塊讀取配置表，根據(jù)操作碼來發(fā)送命令給接口模塊。如果操作碼為00，則跳過此命令；如果操作碼為01，則產(chǎn)生一個(gè)讀命令給接口模塊，讀地址是配置表給出的地址；如果操作碼為10，則產(chǎn)生一個(gè)寫命令給接口模塊，寫地址和寫數(shù)據(jù)由配置表給出；如果操作碼為11，則先給寫命令，寫地址和寫數(shù)據(jù)由配置表給出，執(zhí)行完后，再給讀命令，讀地址與本次操作的寫地址相同。


采用需配置外設(shè)交互架構(gòu)，在配置具有多功能的外設(shè)的寄存器時(shí)，能夠很方便地進(jìn)行調(diào)試，僅需通過修改配置表就可以實(shí)現(xiàn)，所以明德?lián)P強(qiáng)烈推薦此類外設(shè)使用該構(gòu)架。調(diào)試過程一般是確認(rèn)讀操作，看能否讀1個(gè)寄存器數(shù)據(jù)，從而確保讀操作沒問題；然后寫1個(gè)寄存器再讀出來，確認(rèn)讀出來的數(shù)據(jù)是不是寫進(jìn)去的數(shù)據(jù)，從而確保讀寫操作沒問題；之后連續(xù)依次讀寫一組寄存器，確保每次讀寫都正確；最后把讀功能取消，只保留寫功能，作為最后的代碼。


2. 接口模塊

接口模塊需要完成兩個(gè)功能：一是完成OV7670的配置，即根據(jù)配置模塊的讀寫命令及數(shù)據(jù)產(chǎn)生SCCB操作時(shí)序（查閱OV7670的datasheet，OV7670的配置接口是SCCB）；二是完成OV7670的圖像采集。所以模塊劃分原則一，一個(gè)功能一個(gè)模塊，接口模塊可以劃分為SCCB接口模塊與采集模塊。

綜上，模塊劃分結(jié)果如圖6-18。

fpga設(shè)計(jì)

圖6-18 模塊劃分框圖


模塊的端口及模塊之間數(shù)據(jù)流向

模塊劃分好后，需要進(jìn)一步確認(rèn)模塊的端口及模塊之間的數(shù)據(jù)流向。可參考5.1.2 模塊劃分端口規(guī)范。模塊劃分最終結(jié)果如圖6-19所示：

至簡(jiǎn)設(shè)計(jì)法

圖6-19 模塊劃分最終框圖




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