Минобрнауки россии Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики“

Мгту мирэа

Факультет РТС

Курсовая работа

по дисциплине «Сигнальные процессоры»

на тему «Разработка модуля цифрового фотоаппарата»

Вариант 57

Выполнил студент: Жуков А.Н

Группа: РР-2-09

Работу принял

преподаватель: Богаченков А. Н.

Москва 2013

Оглавление

1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 1

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования 1

1. Техническое задание 3

2. Анализ технического задания 3

3. Внешний вид модуля 4

4. Работа с модулем 5

5. Функциональная схема модуля и ее описание 5

6. Временные диаграммы сигналов 6

7. Алгоритм 7

8. Текст программ 10

9. Заключение 11

10. Список используемой литературы 12

1. Техническое задание 3

2. Анализ технического задания 3

3. Внешний вид устройства 3

4. Работа с устройством 4

5. Функциональная схема устройства и ее описание 5

6. Временные диаграммы сигналов 6

7. Алгоритм работы 6

8. Текст программы 10

9. Заключение 11

10. Список используемой литературы 12

1. Техническое задание

Модуль осуществляет ввод данных с ПЗС-матрицы посредством быстродействующего АЦП разрядностью 12…16. Разрядность представления «сырых» пикселей при этом – 36…48. Устройство в зависимости от установленных опций сохраняет на flash-карте (подключена по параллельному интерфейсу) либо «сырые» данные, либо осуществляет масштабирование данных до 24-разрядного представления и дополнительное сжатие в формат JPEG.

2. Анализ технического задания

По сути, анализ ТЗ начнем с краткого обзора. Первоочередное действие – выбор способа ввода информации в АЦП процессора, которое подразумевает, рассмотрение строения матрицы фотоаппарата и способов передачи в АЦП (последнее зависит от первого). Далее следует выбор процессора, наиболее подходящего для нашей (узкопрофильной) задачи. После этого стоит рассмотреть используемые интерфейсы, оценить скорости и объемы памяти. Приступим к анализу.

• Матрица состоит из множества пикселей. В нашем случае размер матрицы не важен. В современных матрицах одному пикселю соответствует один цвет. Соответственно в RGB это будет значить что первому пикселю соответствует красный, второму –зелёный, третьему – синий и так будет повторятся со всеми следующими до конца. Следовательно наш модуль будет опрашивать матрицу (используется 3 канала АЦП) через 3 пикселя, при этом будет 2¹² оттенков цвета для каждого цветового канала. Так для первого канала опрос матрицы производится начиная с n = 0 и продолжается c шагом 3 по n+1. Для второго и третьего канала соответственно n+2 и n+3. Таким образом мы вводим в АЦП по 3-м каналам наше изображение, размещаем, после преобразования, в своем выделенном месте в памяти для каждого канала и соответственно проводим все необходимые нам операции с ним дальше.

• Для простой задачи обработки информации и сохранении её в «сыром» представлении (RAW формат), без написания дополнительных процедур, возможно использовать практически любой процессор или микроконтроллер в котором есть АЦП (минимум 3 канала) и встроенная оперативная память от 4 Кбайт. Для нашей цели выбирать процессор следует исходя из соображений, что он будет, осуществлять вторичную обработку изображений (JPEG), взаимодействовать с flash-памятью, в перспективе выводить информацию до записи и после записи на дисплей. Прочитав несколько статей на тему процессоров, я остановил выбор на VC034 компании Vimicro, но в связи с не возможностью найти необходимые инструкции и материалы по нему были пересмотрены приоритеты и найдено оптимальное решение. Выбор остановился на S1C33L19 компании Seiko EPSON. Кратко об используемых нами возможностях процессора: максимальная рабочая частота 66 МГц, 5-канальный АЦП для аналоговых входов, внутренние 8 Кбайт оперативной памяти + встроенный VRAM / RAM (12 Кбайт), встроенный JPEG декодер / кодер, в перспективе ЖК – контроллер, USB – контроллер(остальное см. manual S1C33L19). Примерная скорость полного цикла операции по сохранению в память и отображению сохраненной информации 415 мс – максимальное время 1012 мс (зависит от выбора дисплея)

• Для обмена с внешней памятью (Flash - картой) будет использоваться интерфейс JPIO (General Purpose Input/Output). Для примера возьмем микросхему NAND flash mlc-типа, K9F2G08U0M производства Samsung которая имеет конфигурацию 256M x 8 бит (2 Гбита) с резервной емкостью 64 Мбита. Чтение любого байта данных может быть выполнено за 30 нс. Выводы I/O служат портами ввода/вывода адреса и данных, а также входами команд.