基于TMS320C6711的Camera Link相机控制的实现

    为满足野外远程监控的需要,设计了一种光学成像系统.其中,数字相机实现光学成像,DSP系统用于图像处理.在此基础上,为简化硬件结构,进行了DSP系统控制数字相机设计.

    1 Camera Link接口

    数字相机采用了DALSA公司的面阵CCD相机Pantera TF 1M30(以下简称1M30).1M30的外部接口总线基于Camera Link协议[1].该协议不是一个行业标准,它是由NI,摄像头供应商和其他图像采集公司在2000年6月联合推出的一种高速图像数据传输接口协议[2].它为高速数字相机与其控制系统之间提供了一个高速、稳定和简便的图像采集接口.标准的Camera Link接口提供了相机控制信号线和串行通信信号线[3],分别作为以下控制的接口.

    (1)控制相机动作 相机控制信号线为4路LVDS(低压差分信号),而1M30只使用了其中一路,即用来控制相机曝光的同步信号(EXSYNC);

    (2)参数设置 1M30的工作模式、曝光时间等参数可以进行较灵活的设置.这是通过两路LVDS串行通信线实现的,它们分别是:从控制系统到相机的信号SerTC,用来发送设置命令;从相机到控制系统的信号SerTFG,用于相机接收命令后的信息反馈.该通信采用RS232协议,每个数据为10bit,包括一个开始位/00和一个停止位/10,但没有奇偶位和握手位.有效数据中每个字符的格式是ASCII码.串行通信的波特率默认为9.6 kbit.

    2 相机参数设置的实现

    相机参数设置分为两个过程,首先是以人机交互的方式,将参数通过无线通信传输给DSP系统,此处不赘述.然后是DSP系统对相机设置参数,其关键是解决二者之间的串行通信问题.这一般可以通过专用的异步通信芯片来实现,但为了简化硬件电路,在设计中优先考虑对现有DSP系统资源的充分利用.系统中的DSP芯片是TI公司的TMS320C6711D-200(以下简称C6711),它具有的MCBSP(多通道缓存串口)[4-5]提供了硬件基础.

    2.1 参数设置的发送接口设计

    因为是支持异步通信发送,MCBSP的各种同步信号不必使用,只需要把它的发送数据信号DX作为信号SerTC就可以了.但由于MCBSP不是标准的RS232串口,还要解决以下两个问题.

    2.1.1 传输速率

    DX的传输速率与MCBSP的发送串行时钟CLKX同步[5],因此要使CLKX频率fCLKX为9.6kHz.CLKX可以由内或外时钟产生.在没有外时钟的情况下,只能由MCBSP内部的采样率发生器产生.这可以通过设置引脚控制寄存器PCR中的CLKXM位为/10来选择.同时要注意,虽然此时不需要帧同步信号FSX,但MCBSP本质上还是作为同步串口工作,所以要在PCR中设置FSXM位为/10,使采样率发生器产生FSX,触发每帧数据.