基于SoC的數(shù)字攝像系統(tǒng)

　　1 概述

　　數(shù)字攝像機的最大特點在于信號數(shù)字化。它由成像芯片CCD將靜止或活動的圖像分解成像素，并轉(zhuǎn)換成電信號。這些信號由數(shù)字攝像機內(nèi)的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再經(jīng)微處理器進行圖像處理和數(shù)據(jù)壓縮編碼后送到內(nèi)部或外部存儲器，同時也可送到LCD/TV顯示屏。

　　存儲器中的數(shù)字信息通過接口輸入電腦再變成圖像。借助于CPU所提供的圖像處理軟件，按人們意愿進行加工、編輯等處理，然后由彩色打印機制成一張理想的圖像。更重要的是，數(shù)字委員會還能通過電腦網(wǎng)絡(luò)傳到世界各地。

　　與模擬攝像機相比較，數(shù)字攝機具有如下特點：

　　圖像以數(shù)字方式存儲，這樣便于保存、傳送和重復(fù)使用，從而免除膠片沖洗和圖像擴印。

　　利用電腦可對圖像進行修改、編輯等加工處理，也可輸入電視和上網(wǎng)觀看。

　　可通過電腦網(wǎng)絡(luò)進行遠距離傳送，且具有速度快、干擾小、質(zhì)量高等優(yōu)點。本文介紹的數(shù)字攝像系統(tǒng)是由單片大規(guī)模集成電路LSI組成，它能以30幀/s的速率傳送全運動圖像或連續(xù)圖像，并具有體積小、功耗低、傳輸速度快、分辨率高的特點。

　　2 工作原理

　　數(shù)字攝像系統(tǒng)的原理如圖1所示。該系統(tǒng)由CCD信號處理器、 M-JPEG編解碼器、32位RISC-CPU、NTSC編碼器、DRAM控制器和各種外設(shè)接口等組成，是典型的嵌入式系統(tǒng)。

　　來自CCD的信號，經(jīng)彩色校正的Y/C分離后，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為10位的數(shù)字信號，寫入動態(tài)存儲器DRAM中的幀緩沖器，作為YUV(4：2：2)圖像數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)又被傳送到NTSC/PAL編碼器進行編碼，最后由LCD顯示習顯示。當釋放快門時，這些數(shù)據(jù)同樣要傳送到M-JPEG芯片中，經(jīng)1/10和1/20壓縮編碼處理后存儲到DRAM中的JPEG編碼區(qū)域。RISC-CPU把壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文件格式數(shù)據(jù)，然后寫到外部存儲器中，如微驅(qū)動。在放像時，數(shù)據(jù)的流向與上述(攝像)相反。解碼后的圖像在LCD顯示屏上顯示。

　　該系統(tǒng)采用三總線分技術(shù)，即把信號總線(228 MB/s)、CPU總線(114 MB/s)和外設(shè)總線(57 MB/s)分開，使用RISC芯片(32位嵌入式微處理器)能有效、高速地處理信號，以避免需要存儲大容量圖像數(shù)據(jù)和外設(shè)處理速度慢的矛盾。這種總線分離技術(shù)不僅能解決通信擁擠問題，還能實現(xiàn)高速、高分辨率圖像處理、是該系統(tǒng)重要特點這一。

　　3 幾個重要電路

　　3.1 CCD信號處理電路

　　為了能對1360