基于ARM和CPLD的无线内窥系统设计

2013-01-05 12:01

来源：与非网

　　1．3 系统工作原理

　　内窥系统可以实现图像的连续采集以及温度、湿度、照明亮度等的控制。其中图像采集是系统的核心，其工作流程如下：

　　①默认情况下，系统工作在休眠状态。

　　②工作人员通过PC管理软件发送命令开始采集图像，软件通过USB接口把命令发送给蓝牙适配器，然后发送给无线内窥镜。

　　③内窥镜接收到图像采集命令后，ARM控制CPLD开始采集图像数据。

　　④CPLD把采集到的一帧图像数据写入一块SRAM中，把ARM的总线切换到该SRAM上，并通知ARM进行压缩；同时CPLD往另一块SRAM中继续采集下一帧图像，便于提高系统的吞吐率。

　　⑤ARM通过蓝牙模块返回响应命令，并返回采集JPEG-LS图像的头信息。

　　⑥PC管理软件发送命令接收下一行压缩图像，ARM压缩该行原始图像，并发送压缩数据；如果出错，可以重新发送。重复本步骤可以获取整帧压缩图像。

　　⑦PC软件对压缩图像解码并显示，并提供其他附加功能，如图像处理、保存等。

　　⑧重复步骤②～⑦，获取下一帧压缩图像。

　　由上述流程可以看出，JPEG-LS压缩以及无线信道传输决定整个系统的图像传输速率。无线传输采用蓝牙技术，其标称空中速率为1 Mbps，不易提高；因此，系统设计的核心是JPEG-LS的编码效率。

　　2 ARM与摄像头接口设计

　　系统采用美国Omni Vision公司(简称为“OV公司”)开发的CMOS彩色图像传感器芯片。该芯片将CMOS光感应核与外围支持电路集成在一起，具有可编程控制与视频模／数混合输出等功能。

　　(1)SSCB配置

　　为使芯片正常上作，需要通过SCCB总线来完成配置工作。SCCB总线是OV公司定义的一套串行总线标准，与I2C总线类似。配置时，主要是写OV7660的内部寄存器，使芯片输出格式正确的彩色图像数据。OV7660共有100个左右的寄存器可以配置，其数据手册并未提供可用的配置值。系统调试过程中，通过各种测试，测出以下一系列配置数据，可使OV7660输出颜色丰富的图像，如表l所列。

基于ARM和CPLD的无线内窥系统设计