基于FPGA至简设计法的OV7670图像采集

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基于FPGA至简设计法的OV7670图像采集

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题目

实现摄像头OV7670的配置及完成图像的采集。请读者考虑实现该功能需要哪些模块？进行模块划分并给出端口定义，不需要写出代码。

模块划分

根据需配置外设交互架构，模块划分如图6-16所示：

图6-16 初步模块划分

进一步分析配置模块及接口模块。

1. 配置模块

从OV7670的datasheet可知，完成某些必要寄存器的配置，OV7670才能正常工作，而配置不同的寄存器，又能够实现不同的功能。配置模块根据配置要求产生读写命令、数据与地址给接口模块。配置表里包含操作码，所有寄存器的地址以及寄存器的配置值。

下面详细介绍配置表，以下是OV7670的部分配置表：

（1）REG_NUM表示此外设寄存器总数。

（2）配置表存放的格式为：“操作码”+“地址”+“配置值”，比如：add_wdata = {2'b11,16'h1204}，其操作码是2’b11，地址是8’h12，配置值是8’h04。

（3）操作码为2比特，00表示空操作；01表示只读；10表示只写；11表示先写后读。

（4）配置模块读取配置表，根据操作码来发送命令给接口模块。如果操作码为00，则跳过此命令；如果操作码为01，则产生一个读命令给接口模块，读地址是配置表给出的地址；如果操作码为10，则产生一个写命令给接口模块，写地址和写数据由配置表给出；如果操作码为11，则先给写命令，写地址和写数据由配置表给出，执行完后，再给读命令，读地址与本次操作的写地址相同。

采用需配置外设交互架构，在配置具有多功能的外设的寄存器时，能够很方便地进行调试，仅需通过修改配置表就可以实现，所以明德扬强烈推荐此类外设使用该构架。调试过程一般是确认读操作，看能否读1个寄存器数据，从而确保读操作没问题；然后写1个寄存器再读出来，确认读出来的数据是不是写进去的数据，从而确保读写操作没问题；之后连续依次读写一组寄存器，确保每次读写都正确；最后把读功能取消，只保留写功能，作为最后的代码。

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2. 接口模块

接口模块需要完成两个功能：一是完成OV7670的配置，即根据配置模块的读写命令及数据产生SCCB操作时序（查阅OV7670的datasheet，OV7670的配置接口是SCCB）；二是完成OV7670的图像采集。所以模块划分原则一，一个功能一个模块，接口模块可以划分为SCCB接口模块与采集模块。

综上，模块划分结果如图6-18。

图6-18 模块划分框图

模块的端口及模块之间数据流向

模块划分好后，需要进一步确认模块的端口及模块之间的数据流向。可参考5.1.2 模块划分端口规范。模块划分最终结果如图6-19所示：

图6-19 模块划分最终框图

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