本文是Xilinx CoolRunner-II應用指南出版物(XAPP390),描述了利用CoolRunner-II CPLD的數碼相機參考設計。CoolRunner-II CPLD器件的低功耗特性,使其成為便攜式和手持應用(如數碼相機)的理想選擇,完整的參考設計可從本文第18頁“VHDL Code”下載。
1. 概述
數碼相機在過去幾年里已經高速普及。數碼成像技術已經發展成為新的市場,其中包括照相手機和PDA等。隨著市場的細分,必將出現各種各樣的成像技術。目前,成像技術已經擴展到包含電荷耦合器件(CCD)和CMOS影像傳感器。
Micron Technology是數碼成像技術的先驅者之一,相關產品包括從CIF-size到可以達到CCD般圖像質量的130萬像素CMOS影像傳感器。了解更多關于Micron Technology的信息,請參考19頁References”。
1.1 視頻格式
到目前為止,大多數視頻設備是面向模擬視頻設計的。今天,數字視頻在消費類應用中已經很普及。最普通的數字視頻包括RGB和YCrCb。RGB是模擬RGB信號的數字版本,而YCrCb則是模擬YUV和YPbPr視頻信號的數字版本。
視頻流結構實際上是一系列靜止圖像或幀,通常以每秒的幀數或fps進行測量。典型視頻是大約60-70fps。每個幀都是由數據線組成的。一個影像的大小由每幀的線數,或每一條線的數據像素數目進行確定。例如,如果一個VGA規格影像有480條數據線,每條線包含640個像素的數據,那么,對應的VGA影像規格為640 x 480 = 307,200像素。
1.2 數碼成像
該數碼相機參考設計采用Micron Technology生產的影像傳感器MI-SOC-0343。MI-SOC-0343是一個完整的CMOS影像傳感器“片上相機(camera-on-chip)”方案,擁有一個“動態像素(active pixel)”傳感器架構內核,以及一個數字影像處理器或IFP。MI-SOC-0343可以輸出經過數字化處理的RGB或YCrCb數據。CMOS傳感器規格為640 x 480 VGA,具有超過100個供客戶定制的可編程寄存器。圖1是MI-SOC-0343功能圖。

圖1 MI-SOC-0343功能圖
全文閱讀參考設計“Design of a Digital Camera with CoolRunner-II CPLDs”,請瀏覽http://direct.xilinx.com/bvdocs/appnotes/xapp390.pdf;
閱讀關于CoolRunner-II的數據手冊、用戶手冊、勘誤表、客戶公告、應用指南、封裝規格、特征報告、白皮書、開發板文檔,請訪問http://china.xilinx.com/xlnx/xweb/xil_publications_display.jsp?sGlobalNavPick=&sSecondaryNavPick=&category=-1209932&iLanguageID=3。