韩 众， 李智中， 曹 飞

（1.中北大学仪器与电子学院， 山西 太原 030051；2.北京航天长征飞行器研究所， 北京 100076）

引言

随着图像设备广泛应用于社会的各行各业，图像数据的传输、存储问题也越来越被人们关注研究，以期获得高速传输、大容量存储的方案[1]。本文以SDRAM为存储介质，通过FPGA控制实现CMOS摄像头的图像获取，SDRAM的图像数据缓存，VGA对采集图像的实时显示，数据传输速率可达到32 MB/s，并设计了图像数据的乒乓式存储方式，实现了CMOS图像的SDRAM存储与VGA实时显示。

1 总体设计

设计实现过程如图1所示，系统上电后，程序先利用SCCB协议接口对CMOS OV7670摄像头的寄存器进行了配置，配置完成后OV7670模块就可以稳定、持续地输出采集到的图像数据；然后将图像数据通过WFIFO缓存写入到SDRAM中，再通过RFIFO缓存读出图像数据到VGA显示器中显示。程序中SDRAM读和写操作采用“乒乓结构”解决图像拖影的问题，当摄像头采集的数据写入到SDRAM的Bank0时，VGA从SDRAM的Bank3读取数据显示。当摄像头的一帧图像写入完成后，SDRAM读和写的Bank交换。

2 前端CMOS摄像头对图像的采集

CMOS摄像头图像采集的设计包括两部分：SCCB协议接口时序；RGB图像数据输出时序。

图1 设计总体实现过程

2.1 SCCB协议接口时序

SCCB协议是用于配置OV系列摄像头的专属总线。SCCB是一种3线的总线，它由SCCB_E、SIO_C、SIO_D组成。在为了减少引脚的芯片上缩减为2根线：SIO_C和SIO_D。

SCCB协议接口配置过程[2]：由三个阶段写完毕一个地址，第一阶段：发送设备的ID地址（ID Address）；第二个阶段：发送此次所发数据的目的地寄存器地址（Sub_address）；第三阶段：发送要写入的数据。……