采用LATTICE的XP系列芯片實現(xiàn)FPGA的自動白平衡系統(tǒng)的設(shè)計

一、軟件介紹

本系統(tǒng)采用了LATTICE的XP系列芯片，所用軟件為splever7.0，應(yīng)用本軟件有一個新加功能，可以用FPGA的底層資源生成一個簡單CPU的框架，并且在軟件的庫里邊，有很多的模塊可以調(diào)用，例如GPIO接口，I2C接口等。本系統(tǒng)的設(shè)計使用的是I2C接口。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

圖1 系統(tǒng)框圖

本系統(tǒng)（系統(tǒng)框圖如圖1）是采用FPGA進行實時運算。從cmos傳感器出來的數(shù)字信號首先經(jīng)過白平衡處理模塊，在這個模塊中，需要對圖象中的R、G、B的分量分別進行計算，求出他們各自的均值。一般情況下，只有當他們各自的均值為128或者129的時候，我們可以認為圖象達到了白平衡的狀態(tài)，當然有一個前提就是要對一個白色的背景取圖。如果他們的均值不相等，或者沒有達到128或者129的值時，給I2C模塊一個信號，使之對傳感器的顏色分量寄存器進行設(shè)置，直到完全為我們所期待的數(shù)值為止。

三、部分程序和接口

module send（ reset_n，

clk，

vsync，

href，

data_in，

data_out）；

input reset_n；

//系統(tǒng)復(fù)位信號

input clk；

//系統(tǒng)時鐘

input vsync；

//廠信號

input href；

//行信號

input ［9:0］data_in；

//圖象數(shù)據(jù)

output ［29:0］data_out；//色彩分量均值

reg ［25:0］count_r；

always@（negedge clk or posedge posevsync）begin

if（posevsync）

count_r 《= 26‘h00000000；

else begin

if（hs_count》=10’d129&&hs_count《=10‘d640）

begin

if（（pixcount》=11’d384&&pixcount《=11‘d895）&&row_odd_href）

begin

if（！row_odd_pix）

count_r 《= count_r + data_in；

else

count_r 《= count_r；

end

else

count_r 《= count_r；

end

else

count_r 《= count_r；

end

end

reg ［26:0］count_g；

always@（negedge clk or posedge posevsync）begin

if（posevsync）

count_g 《= 27’h00000000；

else begin

if（hs_count》=10‘d129&&hs_count《=10’d640）

begin

if（pixcount》=11‘d384&&pixcount《=11’d895）

begin

if（row_odd_href）

begin

if（row_odd_pix）

count_g 《= count_g + data_in；

else

count_g 《= count_g；

end

else begin

if（！row_odd_pix）

count_g 《= count_g + data_in；

else

count_g 《= count_g；

end

end

else

count_g 《= count_g；

end

else

count_g 《= count_g；

end

end

reg ［25:0］count_b；

always@（negedge clk or posedge posevsync）begin

if（posevsync）

count_b 《= 26‘h00000000；

else begin

if（hs_count》=10’d129&&hs_count《=10‘d640）

begin

if（（pixcount》=11’d384&&pixcount《=11‘d895）&&（！row_odd_href））

begin

if（row_odd_pix）

count_b 《= count_b + data_in；

else

count_b 《= count_b；

end

else

count_b 《= count_b；

end

else

count_b 《= count_b；

end

end

reg ［29:0］data_out；

always@（negedge vsync or negedge reset_n）begin

if（！reset_n）

data_out 《= 30’h0000000000；

else

data_out

《= {count_r［25:16］， count_g［26:17］， count_b［25:16］}；

end

四、仿真圖形

系統(tǒng)的總體仿真圖如圖2

圖2 系統(tǒng)仿真圖

五、結(jié)論

采用FPGA對自動白平衡進行運算的一個最大的優(yōu)點就是所有的操作都是實時進行，不需要先緩存一整張圖象，所以中間沒有延時，不僅運算速度快，而且圖像的相質(zhì)還可以得到很好的改良。