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【连载3】VIP Mini开发板功能介绍

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3.1. VIP Mini开发板功能介绍

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    如上图所示,VIP Mini开发板的安装示意图以及模块定义。主控采用了Altera Cyclone IV系列FPGA,该系列FPGA在Cyclone III FPGA基础上,Altera对体系结构和硅片进行改进,采用高级半导体工艺技术,并且为用户提供全面的功耗管理工具,Altera由此将功耗降低了25%。与Cyclone II系列FPGA相比,相关的特性如下表格所示:

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    Cyclone IV系列FPGA以性能和价格,资源及货源,选择该系列器件毋庸置疑。因此选用了具有10000LE资源的EP4CE10,作为板卡最基本的设计核心器件。资源虽然不算很多,但巧用设计,释放你的创造力,足够发挥HDL逻辑电路的威力。试图在最小的成本上,实现最大性能的取向,具有更多的价值。

    郑重申明:VIP Mini实际采用了EP4CE6器件,但这其实就是EP4CE10 FPGA。产生此差异是由于Altera的销售策略,同一个Die命名为了2种封装。所以如果你懂行,或者听我说了之后,你就可以采购EPC4E6,当作EP4CE10的FPGA用。

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    另外,详细介绍下VIP Mini的板载资源,如VGA,CMOS模组接口等板载的功能模块,主要有以下几个部分:

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    本教程的后续,我将在这1W个LE的中,充分利用外围电路,榨干FPGA的资源,最大程度的发挥其速度与性能,以实现最基本的视频图像VIP算法处理功能。在后续的介绍中,首先将通过例程来驱动、实现外驱动电路,简化FPGA HDL-VIP的门槛,由浅入深,逐步带领大家进入HDL-VIP的图像算法开发之路。

3.2. VIP Mini开发板测试

    当您第一次拿到VIP_Board Mini时,最关心的肯定是板卡功能的测试。再未经过任何固件更新的情况下,板卡已经烧录了FPGA出厂固件,板卡能同时在VGA与PC上位机显示彩色图像,同时包括按键、LED等的测试。

这里以640*480分辨力的OV7725为例(其他Sensor类似,只是比如AR0144为1280*720,则用对应的上位机进行测试),测试过程分别如下:

(1)安装前文中的“VIP Mini摄像头开发板安装示意图”组装双目OV7725模组,连接USB-Mini线,此时连接VGA线,拨动开关上电,能在显示器上看到摄像头采集的图像,如下图所示:

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(2)板载8个LED,其中D[5:0]在欢快的流水运动

(3)按下K1则D7亮,按下K0则D6亮,一起按下则D7 D6亮。

(4)上位机测试需要安装USB驱动或可能软件,流程如下:

A)在PC识别到未知设备后,安装PC位宽版本的CY7C68013驱动(../02_工具、驱动、USB软件/USB-Driver_V3.2),确保设备管理器可以识别到Camera设备。

B)同时安装USB_Camera_VIP_Panel软件(../02_工具、驱动、USB软件\USB Camera VIP Panel/USB_Camera_640480如果可以直接打开,则说明你已经安装了库,那么不需要安装,直接用对应分辨率的exe吧)。

USB驱动安装详细的流程,请参照下一章,当然如果你是老司机,第四章根本不需要看了哈。

安装完后,请用资料包提供的USB_Camera_640480(OV7725)或者USB_Camera_1280720(MT9M001 AR0144)打开,OV7725选择RAW2RGB,软件将采集Bayer色域并恢复RGB色域的彩色图像,如下图所示;点击保存将在桌面保持当前触发画面:

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    上图为PC得到的Bayer阵列,通过软件转换为RGB888显示的图像,和VGA显示有一定的差异,根本原因如下,有能力的朋友可以深入研究:

(1)首先VGA显示的也是RGB的图,但是是由FPGA转换的,而PC是由软件转换的,由于代码的工作量较大,在FPGA实现的Bayer恢复算法PC端的复杂(没有考虑梯度),因此PC的效果要好。

(2)由于SDRAM是16bit,为了简单直接缓存RGB888→RGB565的图像,因此没有PC的效果好(当然16bit SDRAM也可以缓存RGB888,2个像素存3个地址,这个读者自己发挥吧)。

如果在您收到板卡后,以上几步测试均正常,则表示板卡功能正常……

备注:关于更多USB驱动安装,以及USB_Camera_VIP_Panel软件的安装测试等信息,请参照下一章节!!!