引言
随着CMOS(互补金属氧化物半导体)技术的发展及市场需求的增加,CMOS图像传感器得以迅速发展。由于采用了CMOS技术,可以将像素阵列与外围支持电路(如图像传感器核心、单一时钟、所有的时序逻辑、可编程功能和A/D转换器)集成在同一块芯片上。与CCD(电容耦合器件)图像传感器相比,CMOS图像传感器将整个图像系统集成在一块芯片上,具有体积小、重量轻、功耗低、编程方便、易于控制等优点,因此,CMOS图像传感器的应用已经变得越来越广泛。
但是,目前市场上的大部分基于CMOS图像传感器的图像采集系统都是采用DSP与图像传感器相连,由DSP来控制图像传感器,然后由DSP采集到图像后再
在嵌入式系统和ARM技术领域,ARM 9平台下的CMOS图像传感器数据采集系统是一个重要的研究方向。CMOS图像传感器,全称为互补金属氧化物半导体图像传感器,因其技术进步和市场需求增长,已经在各种应用场景中得到了广泛应用。相较于传统的CCD(电容耦合器件)图像传感器,CMOS传感器具有显著的优势,比如体积小、重量轻、功耗低、编程灵活以及控制简便。
CMOS图像传感器将像素阵列、图像传感器核心、时钟、逻辑电路、可编程功能和模拟-to-digital转换器(A/D转换器)集成在单个芯片上,这使得CMOS传感器在成本和性能之间找到了良好的平衡。然而,传统的基于CMOS图像传感器的采集系统通常依赖于数字信号处理器(DSP)来控制传感器并处理图像数据,这种方案虽然功能强大,但成本较高,功耗大,且体积受限。
针对这一问题,文中提出了一种基于S3C2410 ARM 9处理器的新型CMOS图像传感器数据采集系统。S3C2410是三星公司推出的一款16/32位RISC处理器,它拥有内置的指令和数据缓存、内存管理单元(MMU)、LCD控制器、NAND闪存支持、UART、DMA通道、PWM定时器、I/O端口、A/D转换器、触摸屏接口等多种功能,能够实现低功耗、低成本的嵌入式系统设计。
在这个系统中,选择了OmniVision公司的OV7141作为CMOS图像传感器。OV7141具有640x480像素的分辨率,可以以30帧每秒的速度输出数字图像数据,具备高灵敏度、宽动态范围等特性,并可通过SCCB接口进行参数配置。传感器的接口电路设计包括数据输出电路接口、控制电路接口以及IIC总线接口。其中,数据接口模块利用OV7141内置的8位A/D转换器,可以直接输出8位数字视频流,同时提供像素同步时钟、水平参考信号和帧同步信号,便于外部处理器S3C2410进行数据读取。
通过S3C2410的GPIO端口和IIC总线,可以对OV7141进行控制,包括设置曝光量、增益、白平衡等各种图像特性。此外,由于S3C2410支持多种通信协议,如UART、DMA、USB等,可以优化数据传输效率,降低系统功耗,提高整个图像采集系统的性能。
总结来说,这个设计提供了一个成本更低、结构更简洁的CMOS图像传感器数据采集方案,利用ARM 9处理器的强大功能,可以实现高效的图像数据处理和传输,适合应用于各种嵌入式设备和系统中,特别是那些对成本、功耗和体积有严格要求的场合。这种设计方法不仅减少了对外部组件的依赖,还简化了系统复杂性,为嵌入式系统开发者提供了一种新的设计思路。