基于dsp的pci图像采集卡设计

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1、基于DSP的PCI图像采集卡设计

2、第1...摘　要：介绍了CMOS黑白图像传感芯片OV5017的性能与特点，给出了采集卡软硬件设计实例，他利用TMS320VC5402对OV5017的图像数据进行采集和一些预处理工作，其数据通过DSP-PCI桥芯片PCI2040送给主机，从而实现图像采集系统的高速性和灵活性。关键词：TMS320VC5402；OV5017；PCI2040；图像采集；驱动设计随着计算机电子技术的不断发展，图像采集系统在各个方面得到了越来越广泛的应用，同时也对图像采集系统提出了更高的要求，快速、灵活、方便及可控性成为图像

3、采集系统发展的方向。本文设计的采集系统以通用的DSP芯片TMS320VC5402作为核心处理器、OV5017作为系统的图像传感器，而数据通过PCI桥电路发送给PC机，因此该系统结构简单，具有即插即用、传输速率高的特点，并且由于OV5017可通过编程实现对该芯片的控制，TMS320VC5402又可对图像做一些预处理工作，因此具有采集系统的灵活性、可控性，鉴于该系统采集过程中的灵活性、快速性和可控性，故可更好地应用于一些需要实时采集、控制的图像监控、多媒体应用等领域。1　OV5017简介　　近年来发展较快的CMOS图像传感器，内部采用

4、了相同的CMOS技术，因此可以将象素阵列与外围支持电路集成在同一块芯片上。CMOS图像传感器主要包括：一个图像传感器核心、单一时钟、所有的时序逻辑、可编程功能和A/D转换器。与CCD相比，CMOS图像传感器将整个图像系统集成在一块芯片上，具有性价比高、编程简单、功耗低的优点。　　美国OmniVision公司开发的OV5017将CMOS光感应核与外围支持电路集成在一起，具有可编程控制与视频A/D混合输出等功能，其输出的视频为黑白图像，与CCIR标准兼容，该芯片适用于图像识别领域。基本参数为：(1)内置8b的A/D。(2)帧频为50～

5、0．5，曝光设置为1～1/100帧。　　(3)芯片图像尺寸为4．2mm×3．2mm，单个象素尺寸为11μm×11μm。　　(4)信噪比SNR＞42dB；自动增益控制为0～18dB。(5)帧频为50且f1．4时，最小照度为0．51ux。(6)帧频为50时，峰值功耗小于100mS320C5402的控制下输出数字图像，经过DSP存入图像存储器。根据OV5017视频读取时序(如图2)可设计如下连接：OV5017的管脚A［3…0］，D［7…0］与TMS320C5402的管脚A［3…0］，D［7…0］直接相连，用DSP的R/S320VC540

6、2的HINT与本身的INT2相连用于HPI方式引导，HPIENA，HDS2，HAS接高电平；HDS1接PCI2040的HDS；HBIL接PCI2040的HS320VC5402的HPI寄存器空间映射为Bar1(大小为32k)，共在驱动程序中映射为两段内存区。　　由于该采集系统对硬件的操作大部分请求都是读写数据，需要设备执行IOCTL操作，应用程序使用标准J＿DEVICE＿CONTROL功能码的IRP，驱动程序中共设置了4对共8个这样的IOCTL操作，都使用METHOD＿BUFFERED方式。这时I/O管理器创建一个足够大的内核模式拷

7、贝缓冲区，当派遣例程获得控制时，用户模式的输入数据被复制到这个拷贝缓冲区，在IRP完成之前，向拷贝缓冲区填入需要发往应用程序的输出数据。当IRP完成时，设置IoStatus．Information域等于放入拷贝缓冲区中的输出字节数，然后I/O管理器把数据复制到用户模式缓冲区并设置反馈变量。驱动程序对Bar0有2个IOCTL操作，通过对HPIRESET寄存器(地址为BAR0的14H)读写来对DSP复位，通过DSP的HPIC寄存器、HPIA寄存器、HPID自增寄存器、HPID非自增寄存器(由于只连了一片DSP0，故A14，A13都为0

8、，而A12，A11分别对应HTL1和HTL0，故各寄存器地址分别为BAR1的0，1000H，800H，1800H)的读写设置HPIC的读写操作、HPID自增方式的读写操作、HPID非自增方式的读写操作共对于Bar1相关的6个IOCTL操作。在Driver］．PublishingHouseofMicrosoft，1999．［5］Microsoft．Windows2000driverdesignguide