由于图像采集系统收集的大量数据和高带宽要求,以前的图像采集系统通常由PCI总线实现。
但是,计算机本身配置的PCI接口的数量非常有限,因此有必要打开机箱以拆卸和组装PCI接口设备。
普通操作员没有这种能力,这导致系统应用的限制。
USB(通用串行总线)接口栏可以完全解决上述问题。
首先,USB2.0接口的速度已达到480Mbps,完全可以满足图像采集系统的速度要求。
另外,USB接口是真正支持即插即用并允许热插拔的接口,因此,当前许多数据采集系统选择使用USB2.0接口。
本文使用SAA7113H解码模拟视频信号,并使用EZ-USB FX2微控制器CY7C68013通过USB2.0接口将数字图像数据直接传输到计算机,并通过PC程序实现图像的无损采集,这大大简化了采集卡的硬件设计。
降低了采集卡的硬件要求,有效降低了图像采集卡的成本。
1系统硬件设计系统硬件结构如图1所示。
系统主要由视频解码芯片SAA7113H,USB控制芯片CY7C68013和容量为1kB的24C01EEPROM芯片组成。
& Nbsp;图1系统硬件结构1.1视频解码芯片SAA7113H SAA7113H是飞利浦生产的视频解码芯片。
它的功能是将输入的模拟视频信号解码为标准的8位VPO数字信号。
它可以输入4通道的模拟视频信号,并且可以通过I2C总线通过内部寄存器的不同配置来转换4通道的复合视频输入,并且可以更改亮度,对比度和其他参数。
SAA7113H兼容PAL,NTSC和其他格式,可以自动检测场频,并且可以在PAL和NTSC之间自动切换控制。
SAA7113H解码后输出标准的YUV 4:2:2格式数字信号。
1.2 USB控制芯片CY7C68013A CYTC68013A(EZ-USB FX2)是赛普拉斯半导体公司推出的USB2.0芯片。
它集成了增强的8051内核,并支持48MHz的最大时钟频率。
在相同的时钟频率下,FX2的平均指令执行速度可以达到标准8051的2.5倍。
CY7C68013芯片集成了相对独立于8051内核的SIE(串行接口引擎)。
在没有8051内核参与的情况下,USB端口和外部逻辑共享FIFO,以实现外部数据和USB端口之间的数据交换。
,大大加快了数据传输的速度,可以达到的最高速度为480Mbps。
1.3系统硬件实现在硬件连接方面,使用CY7C68013的I2C端口连接24C01,这样,在系统上电后,就可以提取24C01中的信息,可以实现设备枚举,并且可以对应的固件版本。
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使用CY7C68013模拟I2C端口以连接到SAA7113H,配置其内部寄存器,并实现解码芯片的初始化操作。
CY7C68013在从设备FIFO(从设备FIFO)模式下工作,将SAA7113H的VPO数据总线直接连接到CY7C68013的FD总线,并使用CY7C68013的IOAO端口检测数字视频的场标记信号以进行帧同步。
CY7C68013的SLWR *(从写)信号量有效,SLRD(从读)和SLOE(输出有效)无效,并且SAA7113H通过其自己的27MHz同步时钟以同步方式将数字视频信号直接直接写入CY7C68013。
。
FIFO中的数据通过SIE以高速方式直接传输到PC,以实现视频数据的收集。
2系统软件设计系统软件设计主要包括三个部分:固件程序设计,驱动程序设计和PC采集程序。
2.1固件程序设计the固件程序流程图如图2所示。
捕获卡上电后,固件初始化CY7C68013,使其在从设备FIFO模式下工作,并将总线位数设置为8,以接收8位数据。
位SM7113H的数字视频信号。
将EP2端点设置为批处理AUTO IN传输模式,512字节4倍FIFO缓冲区。
一次最大传输数据包大小为512字节。
使用SAA7113H的时钟信号实现同步从FIFO写入数据。
& nbsp;图2固件程序流程图通过模拟I2C端口初始化SAA7113H,以便它可以接收CCD摄像机的模拟视频信号