邏輯結(jié)構(gòu)圖的工作原理如下：
　(1)CLKOUT0為S3C2410A的輸出時(shí)鐘引腳，根據(jù)S3C2410A內(nèi)部寄存器MisCCR中4~6位的不同設(shè)置可以輸出不同的時(shí)鐘，如系統(tǒng)時(shí)鐘FCLK、AHB(內(nèi)部)總線時(shí)鐘HCLK和APB(外部)總線時(shí)鐘PCLK等。系統(tǒng)將其作為CMOS圖像傳感器的主時(shí)鐘輸入MCLK。
　(2)啟動(dòng)信號(hào)START為S3C2410A的一個(gè)I/O，高電平有效，由于KAC9638的啟動(dòng)信號(hào)OE是低電平有效，所以它們之間要連接一個(gè)非門。
　(3)VSYNC為傳感器的幀同步信號(hào)，輸出一幀有效圖像時(shí)該信號(hào)一直為高電平，用該信號(hào)連接S3C2410A的外部中斷XINT，使CPU能控制一幀圖像的開(kāi)始和結(jié)束。
　(4)D[9：0]為圖像傳感器輸出的數(shù)據(jù)流，D[15：10]位用0填充，組成16位數(shù)據(jù)輸入到緩沖。緩沖的寫(xiě)入允許信號(hào)是啟動(dòng)信號(hào)START和幀有效信號(hào)VSYNC的邏輯與。在緩沖內(nèi)兩個(gè)周期移位成32位數(shù)據(jù)。
　(5)緩沖寫(xiě)入時(shí)鐘WRCLK由傳感器的像元輸出時(shí)鐘PCLK提高，一個(gè)周期寫(xiě)入一個(gè)10位A/D值，所以一次輸出32位數(shù)據(jù)時(shí)，輸出時(shí)鐘周期是PCLK的二分頻。并將PCLK的二分頻作為S3C2410A外部DMA的請(qǐng)求信號(hào)XDREQ。
　(6)片選信號(hào)線nGCS4：作為32位緩沖的控制線，低電平有效。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)將DMA方式的源地址設(shè)置在BANK4范圍內(nèi)，讀操作時(shí)即選中該緩沖。
　圖7是用Verilog語(yǔ)言編寫(xiě)的程序仿真的圖像采集時(shí)序圖。

3.3 DMA方式采集圖像數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)
　系統(tǒng)采集一幀圖像數(shù)據(jù)的流程圖如圖8所示。

　(1)啟動(dòng)圖像采集：主控CPU從串口或其他通信口接收到采集命令后，通過(guò)START信號(hào)線通知CPLD采集信號(hào)，CPLD再通過(guò)硬件引腳OE啟動(dòng)KAC9638采集圖像數(shù)據(jù)。
　(2)DMA初始化：包括DMA的源地址、目標(biāo)地址、DMA次數(shù)等初始化。
　(3)開(kāi)外中斷：當(dāng)一幀數(shù)據(jù)采集完成后，通過(guò)外部中斷通知CPU。
　(4)DMA數(shù)據(jù)傳輸無(wú)需CPU干預(yù)，一幀圖像完成后產(chǎn)生中斷。
　(5)DMA中斷產(chǎn)生并且外部中斷產(chǎn)生才算是一幀圖像采集完成，然后交由主控CPU進(jìn)行處理。若只有其中一個(gè)中斷產(chǎn)生，并且等待另一個(gè)中斷超時(shí)，則是在采集過(guò)程中丟失了數(shù)據(jù)，采集圖像失敗。
4 硬件調(diào)試
4.1 硬件調(diào)試環(huán)境
　在系統(tǒng)硬件調(diào)試中，使用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境配合JATG仿真器進(jìn)行調(diào)試是目前采用最多的一種調(diào)試方式[7]。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境選用ARM公司的ADS1.2。JTAG仿真器也稱為JTAG調(diào)試器，是通過(guò)ARM芯片的JATG邊界掃描口進(jìn)行調(diào)試的設(shè)備。屬于完全非插入式(即不使用片上資源)調(diào)試。
4.2 硬件調(diào)試步驟及結(jié)果
　(1)BootLoad系統(tǒng)引導(dǎo)測(cè)試
先使用英蓓特公司開(kāi)發(fā)的Flash燒寫(xiě)工具將BootLoad程序燒寫(xiě)到Flash，若在PC超級(jí)終端上能正確接收目標(biāo)板的串口返回的啟動(dòng)信息，表明系統(tǒng)正常運(yùn)行，可以用ADS下載程序到SDRAM進(jìn)行調(diào)試。
　(2)圖像傳感器測(cè)試
　①I2C配置測(cè)試
　將ADS編譯好的bin文件下載到目標(biāo)板的SDRAM，超級(jí)終端接收到返回的圖像傳感器ID正確，則表明I2C通信正常。通過(guò)I2C配置圖像大小為3(H)×5(V)，用示波器測(cè)量傳感器幀同步(vsync)、行同步(hsync)及像元時(shí)鐘(pclk)的關(guān)系。如圖9所示，11個(gè)像元時(shí)鐘(設(shè)定的每行3個(gè)像元加上每行開(kāi)始的8個(gè)全黑像元)對(duì)應(yīng)1個(gè)行同步時(shí)鐘，圖10顯示了幀同步信號(hào)及行同步信號(hào)的關(guān)系：5個(gè)行同步時(shí)鐘對(duì)應(yīng)1個(gè)幀同步時(shí)鐘。測(cè)試結(jié)果表明S3C2410A可以正確配置圖像傳感器的工作方式。

?、趫D像采集測(cè)試
　為方便檢驗(yàn)采集到的圖像，將ARM采集到的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)UART口發(fā)送到PC終端，再將數(shù)據(jù)組合成圖像顯示。接收到的數(shù)據(jù)如圖11所示。

　采用CMOS圖像傳感器、CPLD和ARM9的DMA結(jié)合完成圖像的采集是本系統(tǒng)的特點(diǎn)。該方法提高了圖像的采集速度，減少了CPU的開(kāi)銷。CMOS圖像傳感器價(jià)格適中，外圍簡(jiǎn)單，且集成I2C接口便于編程控制；CPLD將CMOS傳感器輸出數(shù)據(jù)移位成32位數(shù)據(jù)，可以使傳感器以更高的速度輸出；ARM9的DMA負(fù)責(zé)圖像采集，使得CPU可以解放出來(lái)處理其他任務(wù)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果證明，該圖像采集系統(tǒng)硬件平臺(tái)方案設(shè)計(jì)合理、可行。該系統(tǒng)在實(shí)際中可以應(yīng)用于視頻圖像監(jiān)控、圖像自動(dòng)檢測(cè)、醫(yī)療及軍事檢測(cè)等場(chǎng)所，具有良好的應(yīng)用前景。
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