基于USB总线的CMOS数字像机技术研究

    USB (全称Universal Serial Bus),即通用串行总线。该总线标准是在1994年底由康柏、IBM、M-icrosoft等多家公司联合制订的,但是直到1999年才真正被广泛应用。自从1994年11月11日发表了USB V017以后, USB接口经历了六年的发展,现在已经发展到了210版本,传输速率也从原来的12Mbps发展到了现在的480Mbps。其应用范围也遍及各个领域,如PC机及其外设产品,数字图像采集及记录,各种数据采集设备等。由于受到现在的PC机硬件和软件巨头英特尔公司和微软公司的支持, USB接口已经成为PC机配置的标准接口之一,并且越来越为各种图像采集设备所采用。

    CMOS图像传感器是近年来得到快速发展的新型图像传感器,是固态图像传感器的一种。它将图像传感部分和控制电路高度集成在同一块芯片里,体积明显减小、功耗也大大降低,充分满足了对高度小型化、低功耗成像系统的需求。与传统的CCD图像传感器相比,还具有集成度高、控制简单、价格低等诸多优点,并且在通常的使用环境中,其成像质量与CCD没有明显差异。随着大规模集成电路技术的发展, CMOS传感器已经广泛应用于各种通用成像系统中。

    将CMOS图像传感器与USB接口结合起来,可以构建结构简单、配置灵活的数字像机系统。可供基于USB的数字像机系统选择的接口和传感器电路很多,本文要讨论的是菲利普公司的PDIUSBD12接口芯片和OV7620图像传感器的基本原理,及以这两种器件为核心的数字像机系统的组成结构和工作原理。

    1 USB总线接口器件PDIUSBD12

    PDIUSBD12是一款性价比很高的USB接口器件,由菲利普公司生产。它通常用作微控制器系统中实现与微控制器进行通信的高速通用并行接口,还支持本地的DMA传输。该器件采用模块化的方法实现一个USB接口,允许在众多可用的微控制器中选择最合适的作为系统微控制器,允许使用现存的体系结构并使固件投资减到最小。

    PDIUSBD12完全符合USB1. 1版的规范。它还符合大多数器件的分类规格:成像类、海量存储器件、通信器件、打印设备以及人机接口设备。PDIUSBD12所具有的低挂起功耗连同LazyClock输出,可以满足使用ACPI、OnNOW和USB电源管理的要求。

    1.1 主要特性:

    时钟频率输出可以编程

    具有内部上电复位和低电压复位电路

    具有SO18和TSSOP28两种封装形式

    工作温度范围-40e~+85e

    片内8kV静电保护

    双电压工作: 3. 3V或扩大的电压范围3.6V~5. 5V。

    多中断模式,方便块传输和同步传输。