采用协处理器和CMOS传感器的数码相机方案

1、采用协处理器和cmos传感器的数码相机方案什么是数码相机？对于终于用户而言，采纳cmos技术的数码相机与传统相机没有太大不同。大多数拍照操作办法以及在取景器内给被拍对象支配正确位置的办法都彻低相同。那么不同之处在哪里？传统相机需要用法一个35毫米的胶片来曝光和存储图像，而数码相机的曝光采纳cmos，存储照片用法内置的闪存或可移动存储卡。但这并不是所有，更复杂的问题来自于处理过程。cmos传感器由一个光电阵列组成，当拍完一张照片时，cmos传感器曝光，然后读取图像数据。这个信息被发送到一个协处理器或者后端控制器。协处理器负责全部处理过程，直到最后图像被压缩并保存在任何一种存储器中。虽然协处理器能

2、够处理全部的问题，但我们应看到传感器和镜头在成像过程中是十分重要的。即使协处理器具有十分复杂的图像处理能力，假像数据失真严峻，那么就不行能再彻低修复。尽管成像过程很复杂，但还是有容易的解决计划。在解决这些复杂问题方面，具有很丰盛的阅历。stv0684协处理器和vc6700(200万像素)cmos传感器是支持200万像素甚至更高辨别的解决计划之一。对用户而言，我们提供的工具不仅是一套芯片组，而且还是一个交钥匙解决计划。我们将提供原理图、bom清单、固件、驱动器、生产工具以及支持和建议。现在，让我们来看一下产品特性和优点。vc6700 cmos传感器采纳四晶体管(4t)配置和h8i(0.18m)创

3、造工艺。这意味着该传感器的每个像素有4个晶体管，这在低光条件下特殊有优势，而一般cmos传感器的最大困难就在于低光环境的成像效果差。借助这项技术，st的cmos传感器能达到非常临近ccd的低光性能。尽人皆知，cmos与ccd相比具有其它优点：采纳单电源供电因而功耗低；规律电路可以被集成到同一芯片上，从而削减外围无源器件的数量。此外，vc6700已经被构建在3.3v 和 1.8v线性稳压器中，当用法或充电电池供电时，这些线性稳压器可与外部功率晶体管一道调整其余电路的功率。我们还内置了一个用于录音的音频前置，它使音频电路变得十分容易，只需衔接麦克风即可。我们传感器的主要特性之一是具有48mhz 或

4、 4,800万像素/秒的读取速度，从而有可能实现25 fps(帧/秒)的视频传输速率。这个特性允许我们在用法该解决计划时可以不用机械快门叶片。与此同时，它要求协处理器也必需能处理这个速率的数据，否则会导致失真，像分片。当数据读取速率过慢时就会发生图像分片现象。这时映入眼帘是迅速运动的对象，由于传感器的读取挨次是根据滚动快门的原则从上到下逐线读取的。图1解释了stv0684的特性，这个器件是系统的核心，负责控制全部处理过程和系统。对照stv0684与其它同类元器件，我们发觉有无数不同之处，特殊是在视频管道方面。我们在同一个系统内有两个自立的处理器，这可以从根本上提高整体性能。vp(视频处理器)是

5、由一个硬件模块和一个类似控制器的高速8051组成。这种设计与其它解决计划相比更有优势。控制器和硬件模块的工作与系统保持自立，所以，主控制器(本例中是st20)将不必处理与图像质量有关的功能，如ae(自动曝光)、awb(自动白平衡)、色彩处理和图像虑波等。这些高强度的计算和运算任务被均衡地分配给各种固件，而与速度相关的操作由硬件模块来执行。为了使图像质量在恶劣的环境中越发牢靠，我们的视频处理器增强了重新计算镜头明暗的防虚光功能、降低固定模式噪声(fpn)的功能(用于消退不期望看到的垂线)、无需在生产线上举行任何特别设置的故障像素纠错功能和先进的统计学处理器。视频处理器固件可以按照主内核的通用固件

6、随时更改。主内核是一个经过验证的st20 32位 risc控制器，该器件还被用于st其它众多多媒体解决计划之中。该内核的工作频率为48mhz，能够为系统提供强大的动力和灵便性。st20的特别地之处在于它的嵌入式实时操作系统os20，该rtos可进一步提高系统的稳定性和灵便性。stv0684首先将从引导rom存储器开头启动，之后为代码存储提供几种可行计划。一个计划是代码可以存储在小封装尺寸的spi闪存内，或者假如有nand闪存也可以从nand闪存引导。在这种状况下，就不再需要外部nor闪存，从而为产品节约了珍贵的板空间。然后，代码被载入sdram内存，以便处理器执行。对于这个特性，我们内建了dm

7、a驱动的nand闪存、spi和sdram控制器。数码相机和摄像机所需芯片的工作特性如下：对于便携设备来说，最重要的是具备高级功能，以延伸电池工作时光。它允许关闭系统各级不须要的硬件模块的电源，当不需要高性能时，它还可以降低cpu的频率。在系统工作状态下，这种设计可以将功耗进一步降低到6ma。固然，芯片还要支持待机和usb等其它须要功能。内置usb1.1接口，用于下载和pc-相机衔接功能。照相机将支持三种usb模式：一种是mscd(海量存储级设备)，它不需要pc机安装驱动程序， win98se预置了我们提供的支持驱动程序。对于pc-相机衔接功能，我们提供两个挑选办法，一种是我们专有的兼容视频类的

8、驱动程序，我们的驱动程序所支持的操作系统无需安装驱动程序。内置tft控制器，以挺直支持无控制器的模块。该控制器必需足够灵便，以便支持不同厂商、不同类型的扫瞄器，并支持高达1024 x 1024的辨别率。内置pal或ntsc制式的电视输出。它可以通过软件更改输出，而且任何辨别率的图像都可以被缩放成正确的格式。内置音频编，以录制和播放wav压缩文件。音频的压缩比可以高达4:1。内置针对可移动媒体存储器的接口，如cf、sd、mmc、smc以及可能的微驱动器。最后，节约存储器空间的另一种办法是压缩和短片，因此我们内置了一个压缩引擎。这个压缩引擎(vc)支持高达100:1的jpeg压缩比率，而在实际应用

9、中，35:1的压缩比已经可以接受。这也是我们的系统优于其它解决计划的一个重要特性，由于其它解决计划的压缩比连要求的一半都很难达到，所以，客户被迫购买更大容量的存储器。此外，这个压缩引擎能够编码和解码真正的交错存取avi文件，该文件是许多平台的一种标准，包括pda(个人数字助理)、pvr(便携录像机)、pmp(个人媒体播放器)和pc。固然，我们利用这个芯片的机会无数，由于这款芯片具有远高于数码相机设计所需的灵便性。在消费市场，我们将看到越来越多的产品在一个设备上集成多种功能，如名为pmp的手持产品可以播放mp3、收听fm频道、存储和电影、交换数据、播放电影和其它媒体。这个市场展现出一种富强景象，

10、所以，我们会进一步利用这个芯片组开发解决计划。随着我们传感器的辨别率提高到300万像素及以上，我们仍信任市场主流将介于200万到400万像素之间，由于打印店打印的5" x 7.5"大小的正常照片只需要200万像素。假如我们提高传感器的辨别率，这对于图像质量没有任何意义。更高的辨别率惟独在我们打印大尺寸或放大某一特定的区域时才会起到改进图像质量的作用。现在，人们越来越多地议论mpeg4，我们也正方案在下一代芯片中集成这个功能。我们目前在市场上见到的其它解决计划支持诸如mpeg4(low profile)标准，但通过更具体的分析，人们发觉它只是强调打包，而实际上，压缩的mpeg4(low profile) 文件比压缩的标准avi文件还要大。因此，我们信任st增加压缩比的avi文件是一种影片质量越发优异的解决计划，由于它采纳qvga格式时可支持30fps的传输速率。至于专利费，每家设备创造商都必需考虑为一种价值还不如免费技术的压缩计划支付金钱是否故意义。现在回到cmos技术的话题。cmos技术正在稳定进展，我们信任这项技术是很有前景的，由于cmos传感器灵便性更高，操作更简单，成本更低。例如，在移动成像市场上，我们看到它已经占领一定市场份额，因此，我们将在将来的数码相