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基于 TMS320VC5509 DSP 的
数码相机设计

(信息工程学院电子信息工程温伟经)
(学号:1999132231 )

内容提要:本文介绍了一种基于 DSP(Diginal Signal Processor 数字信号处理器)的数
码相机设计的基本方案,该数码相机以 TI 公司的 TMS320VC5509-144 定点 DSP 为核心,
采用 CMOS 图像传感器以逐行扫描方式采集图像数据,使用 CPLD 进行逻辑控制,配合高
速 SDRAM 和大容量 Flash,使用 USB 通信接口,采用 JPEG 压缩算法,实现了数码相机的
基本功能。基本实现步骤是:首先由 CMOS 图像传感器采集数据,并进行光电转换;然后
由 DSP 对数据进行预处理和 JPEG 压缩;最后将压缩的数据存入外部存储器或者通过 USB
接口传输到计算机。文中论述了数码相机的系统构建,就硬件系统的实现做出了探讨。
关键词:数码相机数字信号处理器 CMOS 图像传感器
教师点评:论文实现了一种基于可编程数字信号处理器的数码相机的设计方案。文中
介绍了 DSP 芯片特性,数码相机的工作原理及硬件组成,设计方案具有一定的创新性。论
文给出了整个设计的电路原理图,对设计方案阐述清晰,内容详尽。对于研究、开发各种基
于 DSP 的硬件设计系统的工程师和研究人员具有较高的参考价值。(点评教师:纪震,副教
授)

1. 引言
自从 1991 年第一台民用数码相机问世以来,数码相机便以惊人的速度发展,至今已成
为数码影像领域中深受世人瞩目的主流产品之一,甚至开始冲击传统相机在人们生活中的地
位。虽然数码相机与传统相机都是基于光学原理实现成像的,但由于所使用的感光介质不同,
数码相机更偏重于光电的转化,是光学、机械、电子一体化的高科技产品。
2. 系统功能框图

CMOS 数据 DSP 结果输出
采集数据处理


存储器数据
存储
图 1 数码相机的系统功能框图
本设计是基于数字信号处理器(DSP)的数码相机(DSC)设计方案,该数码相机以
TI 公司的 TMS320VC5509-144 定点 DSP 为核心,采用 CMOS 图像传感器以逐行扫描方式
采集图像数据,使用复杂可编程器件(CPLD)进行逻辑控制,并配合高速同步动态 RAM
(SDRAM)和大容量 Flash 存储数据和程序,使用 USB 通信接口,采用 JPEG 压缩算法。
基本实现数码相机的功能。基本实现步骤是:先由 CMOS 采集数据,进行光电转换;然后
再进行 JPEG 压缩;最后将压缩的数据存入存储器或者通过 USB 接口传到计算机。
数码相机主要功能组成有三部分:数据采集、数据处理和逻辑控制。
数据采集光电转换可以用两种方式实现,D,并加上通用视频 A/D 转换
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器实现采集功能,另一种是使用 CMOS 图像传感器直接采集,该 CMOS 图像传感器自带
A/D 转换功能。本设计采用的是 CMOS 图像传感器,其主要功能是采集景物的亮度(Y)和
色差(Cb、Cr)信号,把光信号转变为电信号。
数据处理数据处理主要是数据预处理和 JPEG 数据压缩。预处理包括黑电平箝位、透