硕士论文 基于SOPC的一种数码相机的设计方案.pdf

重庆大学
硕士学位论文
基于SOPC的一种数码相机的设计方案
姓名:苏吉文
申请学位级别:硕士
专业:仪器科学及技术
指导教师:罗钧
20050501
中文摘要

摘要

本文作为重庆市信息产业局科技攻关项目数码相机整机及关键技术研究的
一部分主要研究了数码相机的系统集成实现一个具有图像采集保存处理以
及相关功能的数码相机系统
论文首先介绍了整个数码相机系统的组成概括介绍了各个部分的功能以及他
们之间的关系并确立了以 Altera 的 SOPC 系统的一种 NIOS II 为核心数字信
号处理器(DSP)进行算法处理的方案
接着的两部分是本论文研究的主要内容即数码相机系统的硬件设计部分和软
件设计部分本系统中的硬件主要由主控制器 DSP(TMS320VC5416) 协处理器
FPGA(EP1C6Q240)以及相关器件和传感器组成其软件分为几个部分一是 DSP
软件程序实现操作模式的控制和图象编码解码二是 NIOS II 部分软件主要用
于处理高速的数据采集和保存以及 SDRAM 控制器和一些接口功能
概括起来本文的主要工作有 D 传感器可编程芯片 EP1C6 以及 NIOS II
SDRAM 存储器以及相关资料进行了整理和消化然后设计了整个系统的印刷电路
板对各个模块分别进行了调试和测试 D 除了设计其 PCB
外还完成了对其寄存器的编程控制系统中采用了 SDRAM 作为采集数据的缓存
器其控制器和数据采集保存通过 NIOS II 来实现 NIOS II 的数据和 DSP 之间
通过一片高速 SRAM 作为交换区以实现两者的协同处理 DSP 压缩 NIOS II 采集
的数据然后由 NIOS II 保存到 CF 卡中也可以通过 USB 接口传送到 PC 同时
CCD 的数据也送入显示缓存由 FPGA 产生控制时序在 LCD 上进行循环显示
以 NIOS II 为核心 DSP 为算法处理的方案架构其系统扩展性强灵活性高
由 NIOS II 处理一些高速的接口和数据传输 DSP 主要进行系统管理和软件编码
二者各司其职以最大的提高系统的性能 NIOS II 是一个嵌入的软核非常有利于
构建自己的专用嵌入式系统而且越来越多的 IP 和第三方的支持会更加提升 NIOS
II 系统的的通用性使得我们用较短的时间较低的成本开发出一个性价比较高的
数码相机系统本设计方案的硬件系统已通过了 PCB 加工及功能调试验证

关键词 NIOS II SOPC D
I
英文摘要

Abstract

This paper as a part of the project “The research of the digital camera and the key
technology” as the major project of information industry bureau of Chongqing, is focused
on the integration of digital camera to implement a digital camera system having the
function of picture capturing, saving, processing and so on.
At first, this paper introduce position of the whole digital camera system and
gives a brief introduction of its partial function and the relationship among them,
establishes the scheme that based on the NIOS II which is one technology of SOPC of
Altera and pulsing the Digital Signal Processor (DSP) as arithmetic unit.
The following two parts is the central content of this paper that is the hardware design
and software design parts. In the system, the hardware is mainly made of processor DSP
(TMS320VC5416), coprocessor FPGA (EP1C