基于SOPC的数码相机设计方案与实现

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于SOPC（System on a Programmable Chip，可编程片上系统）技术的数码相机设计方案。作者苏吉文在导师罗钧的指导下，针对重庆市信息产业局科技攻关项目‘数码相机整机及关键技术研究’进行研究，主要关注数码相机的系统集成，包括图像采集、保存和处理等功能。" 本文首先概述了数码相机的整体系统构成，各个组件的功能及其相互关系，并提出采用Altera公司的SOPC系统，特别是NIOSII作为核心数字信号处理器（DSP），用于算法处理。系统硬件主要包括主控制器TMS320VC5416 DSP、协处理器FPGA（EP1C6Q240）以及相关传感器和器件。软件部分则分为DSP软件程序和NIOSII软件程序，前者负责操作模式控制和图像编码解码，后者处理高速数据采集和保存，以及SDRAM控制器和接口功能。 系统硬件设计中，CCD传感器、可编程芯片EP1C6、NIOSII、SDRAM存储器是关键组件。CCD传感器的编程控制和印刷电路板设计是硬件设计的重点。系统使用SDRAM作为数据采集的缓冲区，通过NIOSII实现数据采集与保存。DSP和NIOSII之间的数据交换通过高速SRAM完成，以实现两者间的协作处理。DSP对NIOSII采集的数据进行压缩，然后由NIOSII保存到CF卡或通过USB接口传输至PC。同时，CCD数据也会送入显示缓冲区，由FPGA生成控制时序，在LCD上循环显示。 该设计方案的架构以NIOSII为核心，DSP负责算法处理，这样的设计具有很强的系统扩展性和灵活性。NIOSII处理高速接口和数据传输，而DSP主要负责系统管理和软件编码。这种分工可以最大化提升系统性能。NIOSII作为一个嵌入式软核，便于构建定制化的嵌入式系统，且其不断增长的IP和第三方支持进一步增强了系统的通用性，降低了开发时间和成本，从而能构建性价比高的数码相机系统。 该设计方案的硬件系统已经过PCB加工和功能调试验证，证明了其可行性。关键词包括NIOSII、DSP、SOPC、CCD传感器、SDRAM、FPGA等，体现了该设计涉及的关键技术领域。