EZ-USB FX2实现图像采集系统

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。
＆amp; 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。
已下载。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。 ＆amp; 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