(原創) 如何在DE2將CCD影像顯示在彩色LCD上? (純硬體篇) (IC Design) (DE2) (TRDB-LCM)

Abstract
DE2可外接CCD和彩色LCD,如此可實作出簡單的數位相機,本篇先介紹使用Verilog純硬體的方式讓CCD影像顯示在彩色 LCD上。

使用環境:Quartus II 7.2 SP1 + Nios II 7.2 SP1 + DE2(Cyclone II EP2C35F627C6) + TRDB_LCM + TRDB_DC2

Introduction

DE2除了有豐富的周邊外,還可外接130萬像素的CCD和3.6吋的LCM(LCD Control Module),搭配這兩個外接模組,便可實作簡單的數位相機。

de2_lcm_ccd_00

Fig.1 外接130萬像素CCD模組

de2_lcm_ccd_01

Fig.2 3.6吋彩色LCD


Fig.3 DE2和CCD與LCD合體後。

功能介紹

KEY[0]為reset鍵,用來重設整個系統。

KEY[1]可設定曝光值。

KEY[3]進入待機模式,此時CCD影像將顯示在LCD上。

KEY[2]可進行拍照功能,此時LCD會顯示所拍到的影像。

SW[15:0]可設定曝光值。一般而言,在室內的曝光值設定,僅需將SW[9]和SW[10]設為ON即可,可自行根據環境亮度設定合適的曝光值。

系統方塊圖

de2_lcm_ccd_03

CCD部分是以I2C方式控制,由I2C產生CCD module所需的時脈,而CCD Data Capture產生第一個module所需的clock。當資料擷取後,所擷取的資料為RAW格式,須將此格式轉換為RGB格式才能顯示在LCD上。

轉換後的資料經由SDRAM Controller存入SDRAM,此為Multi-Port輸入,因此資料會不停地依序輸入與輸出。

在LCD module控制上,採用的是I2S控制驅動,並將所轉換的像素由列至行依序排列至LCD面板上。

Verilog
以下程式碼為友晶科技所提供,我並沒有將所有的module都列出,僅列出最關鍵的module。若需要完整的程式碼,可至友晶科技網站下載:DE2_LCM_CCD.zip,或者下載我上傳的版本:DE2_LCM_CCD.7z

DE2_LCM_CCD.v
整個專案的top module,負責聯繫所有module。

  1 module DE2_LCM_CCD (
  2   ////////////////////// Clock Input ////////////////////
  3   CLOCK_27,           // 27 MHz
  4   CLOCK_50,           // 50 MHz
  5   EXT_CLOCK,          // External Clock
  6   ////////////////////// Push Button ////////////////////
  7   KEY,                // Pushbutton[3:0]
  8   //////////////////// DPDT Switch ////////////////////
  9   SW,                 // Toggle Switch[17:0]
 10   ////////////////////// 7-SEG Dispaly ////////////////////
 11   HEX0,               // Seven Segment Digit 0
 12   HEX1,               // Seven Segment Digit 1
 13   HEX2,               // Seven Segment Digit 2
 14   HEX3,               // Seven Segment Digit 3
 15   HEX4,               // Seven Segment Digit 4
 16   HEX5,               // Seven Segment Digit 5
 17   HEX6,               // Seven Segment Digit 6
 18   HEX7,               // Seven Segment Digit 7
 19   ////////////////////// LED ////////////////////////
 20   LEDG,               // LED Green[8:0]
 21   LEDR,               // LED Red[17:0]
 22   ////////////////////// UART ////////////////////////
 23   UART_TXD,           // UART Transmitter
 24   UART_RXD,           // UART Receiver
 25   ////////////////////// IRDA ////////////////////////
 26   IRDA_TXD,           // IRDA Transmitter
 27   IRDA_RXD,           // IRDA Receiver
 28   ////////////////////// SDRAM Interface ////////////////
 29   DRAM_DQ,            // SDRAM Data bus 16 Bits
 30   DRAM_ADDR,          // SDRAM Address bus 12 Bits
 31   DRAM_LDQM,          // SDRAM Low-byte Data Mask 
 32   DRAM_UDQM,          // SDRAM High-byte Data Mask
 33   DRAM_WE_N,          // SDRAM Write Enable
 34   DRAM_CAS_N,         // SDRAM Column Address Strobe
 35   DRAM_RAS_N,         // SDRAM Row Address Strobe
 36   DRAM_CS_N,          // SDRAM Chip Select
 37   DRAM_BA_0,          // SDRAM Bank Address 0
 38   DRAM_BA_1,          // SDRAM Bank Address 0
 39   DRAM_CLK,           // SDRAM Clock
 40   DRAM_CKE,           // SDRAM Clock Enable
 41   ////////////////////// Flash Interface ////////////////
 42   FL_DQ,              // FLASH Data bus 8 Bits
 43   FL_ADDR,            // FLASH Address bus 22 Bits
 44   FL_WE_N,            // FLASH Write Enable
 45   FL_RST_N,           // FLASH Reset
 46   FL_OE_N,            // FLASH Output Enable
 47   FL_CE_N,            // FLASH Chip Enable
 48   ////////////////////// SRAM Interface ////////////////
 49   SRAM_DQ,            // SRAM Data bus 16 Bits
 50   SRAM_ADDR,          // SRAM Address bus 18 Bits
 51   SRAM_UB_N,          // SRAM High-byte Data Mask 
 52   SRAM_LB_N,          // SRAM Low-byte Data Mask 
 53   SRAM_WE_N,          // SRAM Write Enable
 54   SRAM_CE_N,          // SRAM Chip Enable
 55   SRAM_OE_N,          // SRAM Output Enable
 56   ////////////////////// ISP1362 Interface ////////////////
 57   OTG_DATA,           // ISP1362 Data bus 16 Bits
 58   OTG_ADDR,           // ISP1362 Address 2 Bits
 59   OTG_CS_N,           // ISP1362 Chip Select
 60   OTG_RD_N,           // ISP1362 Write
 61   OTG_WR_N,           // ISP1362 Read
 62   OTG_RST_N,          // ISP1362 Reset
 63   OTG_FSPEED,         // USB Full Speed, 0 = Enable, Z = Disable
 64   OTG_LSPEED,         // USB Low Speed, 0 = Enable, Z = Disable
 65   OTG_INT0,           // ISP1362 Interrupt 0
 66   OTG_INT1,           // ISP1362 Interrupt 1
 67   OTG_DREQ0,          // ISP1362 DMA Request 0
 68   OTG_DREQ1,          // ISP1362 DMA Request 1
 69   OTG_DACK0_N,        // ISP1362 DMA Acknowledge 0
 70   OTG_DACK1_N,        // ISP1362 DMA Acknowledge 1
 71   ////////////////////// LCD Module 16X2 ////////////////
 72   LCD_ON,             // LCD Power ON/OFF
 73   LCD_BLON,           // LCD Back Light ON/OFF
 74   LCD_RW,             // LCD Read/Write Select, 0 = Write, 1 = Read
 75   LCD_EN,             // LCD Enable
 76   LCD_RS,             // LCD Command/Data Select, 0 = Command, 1 = Data
 77   LCD_DATA,           // LCD Data bus 8 bits
 78   ////////////////////// SD_Card Interface ////////////////
 79   SD_DAT,             // SD Card Data
 80   SD_DAT3,            // SD Card Data 3
 81   SD_CMD,             // SD Card Command Signal
 82   SD_CLK,             // SD Card Clock
 83   ////////////////////// USB JTAG link    ////////////////////
 84   TDI,                // CPLD -> FPGA (data in)
 85   TCK,                // CPLD -> FPGA (clk)
 86   TCS,                // CPLD -> FPGA (CS)
 87   TDO,                // FPGA -> CPLD (data out)
 88   ////////////////////// I2C ////////////////////////////
 89   I2C_SDAT,           // I2C Data
 90   I2C_SCLK,           // I2C Clock
 91   ////////////////////// PS2 ////////////////////////////
 92   PS2_DAT,            // PS2 Data
 93   PS2_CLK,            // PS2 Clock
 94   ////////////////////// VGA ////////////////////////////
 95   VGA_CLK,            // VGA Clock
 96   VGA_HS,             // VGA H_SYNC
 97   VGA_VS,             // VGA V_SYNC
 98   VGA_BLANK,          // VGA BLANK
 99   VGA_SYNC,           // VGA SYNC
100   VGA_R,              // VGA Red[9:0]
101   VGA_G,              // VGA Green[9:0]
102   VGA_B,              // VGA Blue[9:0]
103   ////////////////////// Ethernet Interface ////////////////////////
104   ENET_DATA,          // DM9000A DATA bus 16Bits
105   ENET_CMD,           // DM9000A Command/Data Select, 0 = Command, 1 = Data
106   ENET_CS_N,          // DM9000A Chip Select
107   ENET_WR_N,          // DM9000A Write
108   ENET_RD_N,          // DM9000A Read
109   ENET_RST_N,         // DM9000A Reset
110   ENET_INT,           // DM9000A Interrupt
111   ENET_CLK,           // DM9000A Clock 25 MHz
112   ////////////////////// Audio CODEC ////////////////////////
113   AUD_ADCLRCK,        // Audio CODEC ADC LR Clock
114   AUD_ADCDAT,         // Audio CODEC ADC Data
115   AUD_DACLRCK,        // Audio CODEC DAC LR Clock
116   AUD_DACDAT,         // Audio CODEC DAC Data
117   AUD_BCLK,           // Audio CODEC Bit-Stream Clock
118   AUD_XCK,            // Audio CODEC Chip Clock
119   ////////////////////// TV Decoder ////////////////////////
120   TD_DATA,            //  TV Decoder Data bus 8 bits
121   TD_HS,              //  TV Decoder H_SYNC
122   TD_VS,              //  TV Decoder V_SYNC
123   TD_RESET,           //  TV Decoder Reset
124   ////////////////////// GPIO ////////////////////////////
125   GPIO_0,             // GPIO Connection 0
126   GPIO_1              // GPIO Connection 1
127 );
128 
129 ////////////////////////////// Clock Input ////////////////////////
130 input         CLOCK_27;     // 27 MHz
131 input         CLOCK_50;     // 50 MHz
132 input         EXT_CLOCK;    // External Clock
133 ////////////////////////////// Push Button ////////////////////////
134 input  [3:0]  KEY;          // Pushbutton[3:0]
135 ////////////////////////////// DPDT Switch ////////////////////////
136 input  [17:0] SW;           // Toggle Switch[17:0]
137 ////////////////////////////// 7-SEG Dispaly ////////////////////////
138 output [6:0]  HEX0;         // Seven Segment Digit 0
139 output [6:0]  HEX1;         // Seven Segment Digit 1
140 output [6:0]  HEX2;         // Seven Segment Digit 2
141 output [6:0]  HEX3;         // Seven Segment Digit 3
142 output [6:0]  HEX4;         // Seven Segment Digit 4
143 output [6:0]  HEX5;         // Seven Segment Digit 5
144 output [6:0]  HEX6;         // Seven Segment Digit 6
145 output [6:0]  HEX7;         // Seven Segment Digit 7
146 ////////////////////////////// LED ////////////////////////////
147 output [8:0]      LEDG;         // LED Green[8:0]
148 output [17:0] LEDR;         // LED Red[17:0]
149 ////////////////////////////// UART ////////////////////////////
150 output        UART_TXD;     // UART Transmitter
151 input         UART_RXD;     // UART Receiver
152 ////////////////////////////// IRDA ////////////////////////////
153 output        IRDA_TXD;     // IRDA Transmitter
154 input         IRDA_RXD;     // IRDA Receiver
155 ////////////////////////////// SDRAM Interface ////////////////////////
156 inout  [15:0] DRAM_DQ;      // SDRAM Data bus 16 Bits
157 output [11:0] DRAM_ADDR;    // SDRAM Address bus 12 Bits
158 output        DRAM_LDQM;    // SDRAM Low-byte Data Mask 
159 output        DRAM_UDQM;     // SDRAM High-byte Data Mask
160 output        DRAM_WE_N;    // SDRAM Write Enable
161 output        DRAM_CAS_N;   // SDRAM Column Address Strobe
162 output        DRAM_RAS_N;   // SDRAM Row Address Strobe
163 output        DRAM_CS_N;    // SDRAM Chip Select
164 output        DRAM_BA_0;    // SDRAM Bank Address 0
165 output        DRAM_BA_1;    // SDRAM Bank Address 0
166 output        DRAM_CLK;     // SDRAM Clock
167 output        DRAM_CKE;     // SDRAM Clock Enable
168 ////////////////////////////// Flash Interface ////////////////////////
169 inout  [7:0]  FL_DQ;        // FLASH Data bus 8 Bits
170 output [21:0] FL_ADDR;      // FLASH Address bus 22 Bits
171 output        FL_WE_N;      // FLASH Write Enable
172 output        FL_RST_N;     // FLASH Reset
173 output        FL_OE_N;      // FLASH Output Enable
174 output        FL_CE_N;      // FLASH Chip Enable
175 ////////////////////////////// SRAM Interface ////////////////////////
176 inout  [15:0] SRAM_DQ;      // SRAM Data bus 16 Bits
177 output [17:0] SRAM_ADDR;    // SRAM Address bus 18 Bits
178 output        SRAM_UB_N;    // SRAM High-byte Data Mask 
179 output        SRAM_LB_N;    // SRAM Low-byte Data Mask 
180 output        SRAM_WE_N;    // SRAM Write Enable
181 output        SRAM_CE_N;    // SRAM Chip Enable
182 output        SRAM_OE_N;    // SRAM Output Enable
183 ////////////////////////////// ISP1362 Interface ////////////////////////
184 inout  [15:0] OTG_DATA;     // ISP1362 Data bus 16 Bits
185 output [1:0]  OTG_ADDR;     // ISP1362 Address 2 Bits
186 output        OTG_CS_N;     // ISP1362 Chip Select
187 output        OTG_RD_N;     // ISP1362 Write
188 output        OTG_WR_N;     // ISP1362 Read
189 output        OTG_RST_N;    // ISP1362 Reset
190 output        OTG_FSPEED;   // USB Full Speed, 0 = Enable, Z = Disable
191 output        OTG_LSPEED;   // USB Low Speed, 0 = Enable, Z = Disable
192 input         OTG_INT0;     // ISP1362 Interrupt 0
193 input         OTG_INT1;     // ISP1362 Interrupt 1
194 input         OTG_DREQ0;    // ISP1362 DMA Request 0
195 input         OTG_DREQ1;    // ISP1362 DMA Request 1
196 output        OTG_DACK0_N;  // ISP1362 DMA Acknowledge 0
197 output        OTG_DACK1_N;  // ISP1362 DMA Acknowledge 1
198 ////////////////////////////// LCD Module 16X2 ////////////////////////////
199 inout  [7:0]  LCD_DATA;     // LCD Data bus 8 bits
200 output        LCD_ON;       // LCD Power ON/OFF
201 output        LCD_BLON;     // LCD Back Light ON/OFF
202 output        LCD_RW;       // LCD Read/Write Select, 0 = Write, 1 = Read
203 output        LCD_EN;       // LCD Enable
204 output        LCD_RS;       // LCD Command/Data Select, 0 = Command, 1 = Data
205 ////////////////////////////// SD Card Interface ////////////////////////
206 inout         SD_DAT;       // SD Card Data
207 inout         SD_DAT3;      // SD Card Data 3
208 inout         SD_CMD;       // SD Card Command Signal
209 output        SD_CLK;       // SD Card Clock
210 ////////////////////////////// I2C ////////////////////////////////
211 inout         I2C_SDAT;     // I2C Data
212 output        I2C_SCLK;     // I2C Clock
213 ////////////////////////////// PS2 ////////////////////////////////
214 input         PS2_DAT;      // PS2 Data
215 input         PS2_CLK;      // PS2 Clock
216 ////////////////////////////// USB JTAG link ////////////////////////////
217 input         TDI;          // CPLD -> FPGA (data in)
218 input         TCK;          // CPLD -> FPGA (clk)
219 input         TCS;          // CPLD -> FPGA (CS)
220 output        TDO;          // FPGA -> CPLD (data out)
221 ////////////////////////////// VGA ////////////////////////////
222 output        VGA_CLK;      // VGA Clock
223 output        VGA_HS;       // VGA H_SYNC
224 output        VGA_VS;       // VGA V_SYNC
225 output        VGA_BLANK;    // VGA BLANK
226 output        VGA_SYNC;     // VGA SYNC
227 output [9:0]  VGA_R;        // VGA Red[9:0]
228 output [9:0]  VGA_G;        // VGA Green[9:0]
229 output [9:0]  VGA_B;        // VGA Blue[9:0]
230 ////////////////////////////// Ethernet Interface ////////////////////////////
231 inout  [15:0] ENET_DATA;    // DM9000A DATA bus 16Bits
232 output        ENET_CMD;     // DM9000A Command/Data Select, 0 = Command, 1 = Data
233 output        ENET_CS_N;    // DM9000A Chip Select
234 output        ENET_WR_N;    // DM9000A Write
235 output        ENET_RD_N;    // DM9000A Read
236 output        ENET_RST_N;   // DM9000A Reset
237 input         ENET_INT;     // DM9000A Interrupt
238 output        ENET_CLK;     // DM9000A Clock 25 MHz
239 ////////////////////////////// Audio CODEC ////////////////////////////
240 inout         AUD_ADCLRCK;  // Audio CODEC ADC LR Clock
241 input         AUD_ADCDAT;   // Audio CODEC ADC Data
242 inout         AUD_DACLRCK;  // Audio CODEC DAC LR Clock
243 output        AUD_DACDAT;   // Audio CODEC DAC Data
244 inout         AUD_BCLK;     // Audio CODEC Bit-Stream Clock
245 output        AUD_XCK;      // Audio CODEC Chip Clock
246 ////////////////////////////// TV Devoder ////////////////////////////
247 input  [7:0]  TD_DATA;      // TV Decoder Data bus 8 bits
248 input         TD_HS;        // TV Decoder H_SYNC
249 input         TD_VS;        // TV Decoder V_SYNC
250 output        TD_RESET;     // TV Decoder Reset
251 ////////////////////////////// GPIO ////////////////////////////////
252 inout  [35:0] GPIO_0;       // GPIO Connection 0
253 inout  [35:0] GPIO_1;       // GPIO Connection 1
254 
255 // Turn on all display
256 assign  LCD_ON      = 1'b1;
257 assign  LCD_BLON    = 1'b1;
258 
259 // All inout port turn to tri-state
260 assign  DRAM_DQ     = 16'hzzzz;
261 assign  FL_DQ       = 8'hzz;
262 assign  SRAM_DQ     = 16'hzzzz;
263 assign  OTG_DATA    = 16'hzzzz;
264 assign  LCD_DATA    = 8'hzz;
265 assign  SD_DAT      = 1'bz;
266 assign  ENET_DATA   = 16'hzzzz;
267 assign  AUD_ADCLRCK = 1'bz;
268 assign  AUD_DACLRCK = 1'bz;
269 assign  AUD_BCLK    = 1'bz;
270 assign  TD_RESET    = 1'b1;
271 
272 //////////////////////// For TFT LCD Module ///////////////////////
273 wire [7:0] LCM_DATA;  // LCM Data 8 Bits
274 wire       LCM_GRST;  // LCM Global Reset
275 wire       LCM_SHDB;  // LCM Sleep Mode
276 wire       LCM_DCLK;  // LCM Clcok
277 wire       LCM_HSYNC; // LCM HSYNC
278 wire       LCM_VSYNC; // LCM    VSYNC
279 wire       LCM_SCLK;  // LCM I2C Clock
280 wire       LCM_SDAT;  // LCM I2C Data
281 wire       LCM_SCEN;  // LCM I2C Enable
282 wire       CLK_18;
283 
284 assign GPIO_0[18= LCM_DATA[6];
285 assign GPIO_0[19= LCM_DATA[7];
286 assign GPIO_0[20= LCM_DATA[4];
287 assign GPIO_0[21= LCM_DATA[5];
288 assign GPIO_0[22= LCM_DATA[2];
289 assign GPIO_0[23= LCM_DATA[3];
290 assign GPIO_0[24= LCM_DATA[0];
291 assign GPIO_0[25= LCM_DATA[1];
292 assign GPIO_0[26= LCM_VSYNC;
293 assign GPIO_0[28= LCM_SCLK;
294 assign GPIO_0[29= LCM_DCLK;
295 assign GPIO_0[30= LCM_GRST;
296 assign GPIO_0[31= LCM_SHDB;
297 assign GPIO_0[33= LCM_SCEN;
298 assign GPIO_0[34= LCM_SDAT;
299 assign GPIO_0[35= LCM_HSYNC;
300 
301 //////////////////////// For CMOS Sensor 1 ///////////////////////
302 wire [9:0]  CCD_DATA;
303 wire        CCD_SDAT;
304 wire        CCD_SCLK;
305 wire        CCD_FLASH;
306 wire        CCD_FVAL;
307 wire        CCD_LVAL;
308 wire        CCD_PIXCLK;
309 reg         CCD_MCLK;  // CCD Master Clock
310 
311 wire [15:0] Read_DATA1;
312 wire [15:0] Read_DATA2;
313 wire [9:0]  mCCD_DATA;
314 wire        mCCD_DVAL;
315 wire        mCCD_DVAL_d;
316 wire [10:0] X_Cont;
317 wire [10:0] Y_Cont;
318 wire [9:0]  X_ADDR;
319 wire [31:0] Frame_Cont;
320 wire [9:0]  mCCD_R;
321 wire [9:0]  mCCD_G;
322 wire [9:0]  mCCD_B;
323 wire        DLY_RST_0;
324 wire        DLY_RST_1;
325 wire        DLY_RST_2;
326 wire        Read;
327 reg  [9:0]  rCCD_DATA;
328 reg         rCCD_LVAL;
329 reg         rCCD_FVAL;
330 wire [9:0]  sCCD_R;
331 wire [9:0]  sCCD_G;
332 wire [9:0]  sCCD_B;
333 wire        sCCD_DVAL;
334 
335 assign CCD_DATA[0= GPIO_1[0];
336 assign CCD_DATA[1= GPIO_1[1];
337 assign CCD_DATA[2= GPIO_1[5];
338 assign CCD_DATA[3= GPIO_1[3];
339 assign CCD_DATA[4= GPIO_1[2];
340 assign CCD_DATA[5= GPIO_1[4];
341 assign CCD_DATA[6= GPIO_1[6];
342 assign CCD_DATA[7= GPIO_1[7];
343 assign CCD_DATA[8= GPIO_1[8];
344 assign CCD_DATA[9= GPIO_1[9];
345 assign GPIO_1[11]  = CCD_MCLK;
346 assign GPIO_1[15]  = CCD_SDAT;
347 assign GPIO_1[14]  = CCD_SCLK;
348 assign CCD_FVAL    = GPIO_1[13];
349 assign CCD_LVAL    = GPIO_1[12];
350 assign CCD_PIXCLK  = GPIO_1[10];
351 
352 assign LEDR        = SW;
353 assign LEDG        = Y_Cont;
354 
355 always@(posedge CLOCK_50)
356   CCD_MCLK <= ~CCD_MCLK;
357 
358 always@(posedge CCD_PIXCLK)
359 begin
360   rCCD_DATA <= CCD_DATA;
361   rCCD_LVAL <= CCD_LVAL;
362   rCCD_FVAL <= CCD_FVAL;
363 end
364 
365 LCM_PLL u0 (
366   .inclk0(CLOCK_27),
367   .c0(CLK_18)
368 );
369 
370 LCM_Controller u1 (
371   // Host Side
372   .iRed(Read_DATA2[9:2]),
373   .iGreen({Read_DATA1[14:10], Read_DATA2[14:12]}),
374   .iBlue(Read_DATA1[9:2]),
375   // LCM Side
376   .LCM_DATA(LCM_DATA),
377   .LCM_VSYNC(LCM_VSYNC),
378   .LCM_HSYNC(LCM_HSYNC),
379   .LCM_DCLK(LCM_DCLK),
380   .LCM_SHDB(LCM_SHDB),
381   .LCM_GRST(LCM_GRST),
382   //    Control Signals
383   .oDATA_REQ(Read),
384   .iCLK(CLK_18),
385   .iRST_N(DLY_RST_2)
386 );
387 
388 Reset_Delay u2 (
389   .iCLK(CLOCK_50),
390   .iRST(KEY[0]),
391   .oRST_0(DLY_RST_0),
392   .oRST_1(DLY_RST_1),
393   .oRST_2(DLY_RST_2)
394 );
395 
396 CCD_Capture u3 (
397   .oDATA(mCCD_DATA),
398   .oDVAL(mCCD_DVAL),
399   .oX_Cont(X_Cont),
400   .oY_Cont(Y_Cont),
401   .oFrame_Cont(Frame_Cont),
402   .iDATA(rCCD_DATA),
403   .iFVAL(rCCD_FVAL),
404   .iLVAL(rCCD_LVAL),
405   .iSTART(!KEY[3]),
406   .iEND(!KEY[2]),
407   .iCLK(CCD_PIXCLK),
408   .iRST(DLY_RST_1)
409 );
410 
411 RAW2RGB u4 (
412   .oRed(mCCD_R),
413   .oGreen(mCCD_G),
414   .oBlue(mCCD_B),
415   .oDVAL(mCCD_DVAL_d),
416   .iX_Cont(X_Cont),
417   .iY_Cont(Y_Cont),
418   .iDATA(mCCD_DATA),
419   .iDVAL(mCCD_DVAL),
420   .iCLK(CCD_PIXCLK),
421   .iRST(DLY_RST_1)
422 );
423 
424 SEG7_LUT_8 u5 (
425   .oSEG0(HEX0),
426   .oSEG1(HEX1),
427   .oSEG2(HEX2),
428   .oSEG3(HEX3),
429   .oSEG4(HEX4),
430   .oSEG5(HEX5),
431   .oSEG6(HEX6),
432   .oSEG7(HEX7),
433   .iDIG(Frame_Cont)
434 );
435 
436 Sdram_Control_4Port u6    (
437   // HOST Side
438   .REF_CLK(CLOCK_50),
439   .RESET_N(1'b1),
440   // FIFO Write Side 1
441   .WR1_DATA({sCCD_G[9:5], sCCD_B[9:0]}),
442   .WR1(sCCD_DVAL),
443   .WR1_ADDR(0),
444   .WR1_MAX_ADDR(320*256),
445   .WR1_LENGTH(9'h100),
446   .WR1_LOAD(!DLY_RST_0),
447   .WR1_CLK(CCD_PIXCLK),
448   // FIFO Write Side 2
449   .WR2_DATA({sCCD_G[4:0], sCCD_R[9:0]}),
450   .WR2(sCCD_DVAL),
451   .WR2_ADDR(22'h100000),
452   .WR2_MAX_ADDR(22'h100000+320*256),
453   .WR2_LENGTH(9'h100),
454   .WR2_LOAD(!DLY_RST_0),
455   .WR2_CLK(CCD_PIXCLK),
456   // FIFO Read Side 1
457   .RD1_DATA(Read_DATA1),
458   .RD1(Read),
459   .RD1_ADDR(320*8),
460   .RD1_MAX_ADDR(320*248),
461   .RD1_LENGTH(9'h100),
462   .RD1_LOAD(!DLY_RST_0),
463   .RD1_CLK(CLK_18),
464   // FIFO Read Side 2
465   .RD2_DATA(Read_DATA2),
466   .RD2(Read),
467   .RD2_ADDR(22'h100000+320*8),
468   .RD2_MAX_ADDR(22'h100000+320*248),
469   .RD2_LENGTH(9'h100),
470   .RD2_LOAD(!DLY_RST_0),
471   .RD2_CLK(CLK_18),
472   // SDRAM Side
473   .SA(DRAM_ADDR),
474   .BA({DRAM_BA_1,DRAM_BA_0}),
475   .CS_N(DRAM_CS_N),
476   .CKE(DRAM_CKE),
477   .RAS_N(DRAM_RAS_N),
478   .CAS_N(DRAM_CAS_N),
479   .WE_N(DRAM_WE_N),
480   .DQ(DRAM_DQ),
481   .DQM({DRAM_UDQM,DRAM_LDQM}),
482   .SDR_CLK(DRAM_CLK)
483 );
484 
485 I2C_CCD_Config u7 (
486   //Host Side
487   .iCLK(CLOCK_50),
488   .iRST_N(KEY[1]),
489   .iExposure(SW[15:0]),
490   //    I2C Side
491   .I2C_SCLK(CCD_SCLK),
492   .I2C_SDAT(CCD_SDAT)
493 );
494 
495 I2S_LCM_Config u8 (
496   // Host Side
497   .iCLK(CLOCK_50),
498   .iRST_N(KEY[0]),
499   // I2C Side
500   .I2S_SCLK(LCM_SCLK),
501   .I2S_SDAT(LCM_SDAT),
502   .I2S_SCEN(LCM_SCEN)
503 );
504 
505 I2C_AV_Config u9 (
506   // Host Side
507   .iCLK(CLOCK_50),
508   .iRST_N(KEY[0]),
509   // I2C Side
510   .I2C_SCLK(I2C_SCLK),
511   .I2C_SDAT(I2C_SDAT)
512 );
513 
514 Mirror_Col u10 (
515   // Input Side
516   .iCCD_R(mCCD_R),
517   .iCCD_G(mCCD_G),
518   .iCCD_B(mCCD_B),
519   .iCCD_DVAL(mCCD_DVAL_d),
520   .iCCD_PIXCLK(CCD_PIXCLK),
521   .iRST_N(DLY_RST_1),
522   // Output Side
523   .oCCD_R(sCCD_R),
524   .oCCD_G(sCCD_G),
525   .oCCD_B(sCCD_B),
526   .oCCD_DVAL(sCCD_DVAL)
527 );
528 
529 endmodule


CCD_Capture.v

  1 module CCD_Capture (
  2   oDATA,
  3   oDVAL,
  4   oX_Cont,
  5   oY_Cont,
  6   oFrame_Cont,
  7   iDATA,
  8   iFVAL,
  9   iLVAL,
 10   iSTART,
 11   iEND,
 12   iCLK,
 13   iRST
 14 );
 15 
 16 input  [9:0]  iDATA;
 17 input         iFVAL;
 18 input         iLVAL;
 19 input         iSTART;
 20 input         iEND;
 21 input         iCLK;
 22 input         iRST;
 23 output [9:0]  oDATA;
 24 output [10:0] oX_Cont;
 25 output [10:0] oY_Cont;
 26 output [31:0] oFrame_Cont;
 27 output        oDVAL;
 28 reg           Pre_FVAL;
 29 reg           mCCD_FVAL;
 30 reg           mCCD_LVAL;
 31 reg    [9:0]  mCCD_DATA;
 32 reg    [10:0] X_Cont;
 33 reg    [10:0] Y_Cont;
 34 reg    [31:0] Frame_Cont;
 35 reg           mSTART;
 36 
 37 assign oX_Cont     = X_Cont;
 38 assign oY_Cont     = Y_Cont;
 39 assign oFrame_Cont = Frame_Cont;
 40 assign oDATA       = mCCD_DATA;
 41 assign oDVAL       = mCCD_FVAL&mCCD_LVAL;
 42 
 43 always@(posedge iCLK or negedge iRST)
 44 begin
 45   if (!iRST)
 46     mSTART <= 0;
 47   else
 48   begin
 49     if (iSTART)
 50       mSTART <= 1;
 51       
 52     if (iEND)
 53       mSTART <= 0;
 54   end
 55 end
 56 
 57 always@(posedge iCLK or negedge iRST)
 58 begin
 59   if (!iRST)
 60     begin
 61       Pre_FVAL  <= 0;
 62       mCCD_FVAL <= 0;
 63       mCCD_LVAL <= 0;
 64       mCCD_DATA <= 0;
 65       X_Cont    <= 0;
 66       Y_Cont    <= 0;
 67     end
 68     else
 69     begin
 70       Pre_FVAL <= iFVAL;
 71       if (({Pre_FVAL,iFVAL}==2'b01) && mSTART)
 72         mCCD_FVAL <= 1;
 73       else if ({Pre_FVAL,iFVAL}==2'b10)
 74         mCCD_FVAL <= 0;
 75         
 76       mCCD_LVAL <= iLVAL;
 77       mCCD_DATA <= iDATA;
 78       
 79       if (mCCD_FVAL)
 80       begin
 81         if (mCCD_LVAL)
 82         begin
 83           if (X_Cont<1279)
 84             X_Cont <= X_Cont + 1;
 85           else
 86           begin
 87             X_Cont <= 0;
 88             Y_Cont <= Y_Cont + 1;
 89           end
 90         end
 91       end
 92     else
 93       begin
 94         X_Cont    <=    0;
 95         Y_Cont    <=    0;
 96       end
 97   end
 98 end
 99 
100 always@(posedge iCLK or negedge iRST)
101 begin
102   if (!iRST)
103     Frame_Cont    <=    0;
104   else
105   begin
106     if (({Pre_FVAL,iFVAL}==2'b01) && mSTART)
107       Frame_Cont    <=    Frame_Cont+1;
108   end
109 end
110 
111 endmodule

RAW2RGB.v

 1 module RAW2RGB (
 2   oRed,
 3   oGreen,
 4   oBlue,
 5   oDVAL,
 6   iX_Cont,
 7   iY_Cont,
 8   iDATA,
 9   iDVAL,
10   iCLK,
11   iRST
12 );
13 
14 input  [10:0] iX_Cont;
15 input  [10:0] iY_Cont;
16 input  [9:0]  iDATA;
17 input         iDVAL;
18 input         iCLK;
19 input         iRST;
20 output [9:0]  oRed;
21 output [9:0]  oGreen;
22 output [9:0]  oBlue;
23 output        oDVAL;
24 wire  [9:0]   mDATA_0;
25 wire  [9:0]   mDATA_1;
26 reg   [9:0]   mDATAd_0;
27 reg   [9:0]   mDATAd_1;
28 reg   [9:0]   mCCD_R;
29 reg   [10:0]  mCCD_G;
30 reg   [9:0]   mCCD_B;
31 reg           mDVAL;
32 
33 assign oRed   = mCCD_R[9:0];
34 assign oGreen = mCCD_G[10:1];
35 assign oBlue  = mCCD_B[9:0];
36 assign oDVAL  = mDVAL;
37 
38 Line_Buffer u0 (
39   .clken(iDVAL),
40   .clock(iCLK),
41   .shiftin(iDATA),
42   .taps0x(mDATA_1),
43   .taps1x(mDATA_0)
44 );
45 
46 always@(posedge iCLK or negedge iRST)
47 begin
48   if(!iRST)
49   begin
50     mCCD_R <= 0;
51     mCCD_G <= 0;
52     mCCD_B <= 0;
53     mDATAd_0 <= 0;
54     mDATAd_1<=    0;
55     mDVAL <= 0;
56   end
57   else
58   begin
59     mDATAd_0 <= mDATA_0;
60     mDATAd_1 <=    mDATA_1;
61     mDVAL <= {iY_Cont[1]|iY_Cont[0]|iX_Cont[1]|iX_Cont[0]} ? 1'b0 : iDVAL;
62     if ({iY_Cont[0],iX_Cont[0]}==2'b01)
63     begin
64       mCCD_R <= mDATA_0;
65       mCCD_G <= mDATAd_0 + mDATA_1;
66       mCCD_B <= mDATAd_1;
67     end
68     else if ({iY_Cont[0],iX_Cont[0]}==2'b00)
69     begin
70       mCCD_R <= mDATAd_0;
71       mCCD_G <= mDATA_0 + mDATAd_1;
72       mCCD_B <= mDATA_1;
73     end
74     else if ({iY_Cont[0], iX_Cont[0]} == 2'b11)
75     begin
76       mCCD_R <= mDATA_1;
77       mCCD_G <= mDATA_0 + mDATAd_1;
78       mCCD_B <= mDATAd_0;
79     end
80     else if ({iY_Cont[0], iX_Cont[0]} == 2'b10)
81     begin
82       mCCD_R <= mDATAd_1;
83       mCCD_G <= mDATAd_0 + mDATA_1;
84       mCCD_B <= mDATA_0;
85     end
86   end
87 end
88 
89 endmodule

Sdram_Control_4Port.v

  1 module Sdram_Control_4Port (
  2   // HOST Side
  3   REF_CLK,
  4   RESET_N,
  5   // FIFO Write Side 1
  6   WR1_DATA,
  7   WR1,
  8   WR1_ADDR,
  9   WR1_MAX_ADDR,
 10   WR1_LENGTH,
 11   WR1_LOAD,
 12   WR1_CLK,
 13   WR1_FULL,
 14   WR1_USE,
 15   // FIFO Write Side 2
 16   WR2_DATA,
 17   WR2,
 18   WR2_ADDR,
 19   WR2_MAX_ADDR,
 20   WR2_LENGTH,
 21   WR2_LOAD,
 22   WR2_CLK,
 23   WR2_FULL,
 24   WR2_USE,
 25   // FIFO Read Side 1
 26   RD1_DATA,
 27   RD1,
 28   RD1_ADDR,
 29   RD1_MAX_ADDR,
 30   RD1_LENGTH,
 31   RD1_LOAD,
 32   RD1_CLK,
 33   RD1_EMPTY,
 34   RD1_USE,
 35   // FIFO Read Side 2
 36   RD2_DATA,
 37   RD2,
 38   RD2_ADDR,
 39   RD2_MAX_ADDR,
 40   RD2_LENGTH,
 41   RD2_LOAD,
 42   RD2_CLK,
 43   RD2_EMPTY,
 44   RD2_USE,
 45   // SDRAM Side
 46   SA,
 47   BA,
 48   CS_N,
 49   CKE,
 50   RAS_N,
 51   CAS_N,
 52   WE_N,
 53   DQ,
 54   DQM,
 55   SDR_CLK
 56 );
 57 
 58 `include "Sdram_Params.h"
 59 // HOST Side
 60 input               REF_CLK;      // System Clock
 61 input               RESET_N;      // System Reset
 62 
 63 // FIFO Write Side 1
 64 input  [`DSIZE-1:0] WR1_DATA;     // Data input
 65 input               WR1;          // Write Request
 66 input  [`ASIZE-1:0] WR1_ADDR;     // Write start address
 67 input  [`ASIZE-1:0] WR1_MAX_ADDR; // Write max address
 68 input  [8:0]        WR1_LENGTH;   // Write length
 69 input               WR1_LOAD;     // Write register load & fifo clear
 70 input               WR1_CLK;      // Write fifo clock
 71 output              WR1_FULL;     // Write fifo full
 72 output [8:0]        WR1_USE;      // Write fifo usedw
 73 
 74 // FIFO Write Side 2
 75 input  [`DSIZE-1:0] WR2_DATA;     // Data input
 76 input               WR2;          // Write Request
 77 input  [`ASIZE-1:0] WR2_ADDR;     // Write start address
 78 input  [`ASIZE-1:0] WR2_MAX_ADDR; // Write max address
 79 input  [8:0]        WR2_LENGTH;   // Write length
 80 input               WR2_LOAD;     // Write register load & fifo clear
 81 input               WR2_CLK;      // Write fifo clock
 82 output              WR2_FULL;     // Write fifo full
 83 output [8:0]        WR2_USE;      // Write fifo usedw
 84 
 85 // FIFO Read Side 1
 86 output [`DSIZE-1:0]   RD1_DATA;     // Data output
 87 input                 RD1;          // Read Request
 88 input  [`ASIZE-1:0]   RD1_ADDR;     // Read start address
 89 input  [`ASIZE-1:0]   RD1_MAX_ADDR; // Read max address
 90 input  [8:0]          RD1_LENGTH;   // Read length
 91 input                 RD1_LOAD;     // Read register load & fifo clear
 92 input                 RD1_CLK;      // Read fifo clock
 93 output                RD1_EMPTY;    // Read fifo empty
 94 output [8:0]          RD1_USE;      // Read fifo usedw
 95 
 96 // FIFO Read Side 2
 97 output [`DSIZE-1:0]   RD2_DATA;     // Data output
 98 input                 RD2;          // Read Request
 99 input  [`ASIZE-1:0]   RD2_ADDR;     // Read start address
100 input  [`ASIZE-1:0]   RD2_MAX_ADDR; // Read max address
101 input  [8:0]          RD2_LENGTH;   // Read length
102 input                 RD2_LOAD;     // Read register load & fifo clear
103 input                 RD2_CLK;      // Read fifo clock
104 output                RD2_EMPTY;    // Read fifo empty
105 output [8:0]          RD2_USE;      // Read fifo usedw
106 
107 // SDRAM Side
108 output [11:0]         SA;           // SDRAM address output
109 output [1:0]          BA;           // SDRAM bank address
110 output [1:0]          CS_N;         // SDRAM Chip Selects
111 output                CKE;          // SDRAM clock enable
112 output                RAS_N;        // SDRAM Row address Strobe
113 output                CAS_N;        // SDRAM Column address Strobe
114 output                WE_N;         // SDRAM write enable
115 inout  [`DSIZE-1:0]   DQ;           // SDRAM data bus
116 output [`DSIZE/8-1:0] DQM;          // SDRAM data mask lines
117 output                SDR_CLK;      // SDRAM clock
118 
119 // Internal Registers/Wires
120 // Controller
121 reg    [`ASIZE-1:0]   mADDR;          // Internal address
122 reg    [8:0]          mLENGTH;        // Internal length
123 reg    [`ASIZE-1:0]   rWR1_ADDR;      // Register write address
124 reg    [`ASIZE-1:0]   rWR1_MAX_ADDR;  // Register max write address
125 reg    [8:0]          rWR1_LENGTH;    // Register write length
126 reg    [`ASIZE-1:0]   rWR2_ADDR;      // Register write address
127 reg    [`ASIZE-1:0]   rWR2_MAX_ADDR;  // Register max write address
128 reg    [8:0]          rWR2_LENGTH;    // Register write length
129 reg    [`ASIZE-1:0]   rRD1_ADDR;      // Register read address
130 reg    [`ASIZE-1:0]   rRD1_MAX_ADDR;  // Register max read address
131 reg    [8:0]          rRD1_LENGTH;    // Register read length
132 reg    [`ASIZE-1:0]   rRD2_ADDR;      // Register read address
133 reg    [`ASIZE-1:0]   rRD2_MAX_ADDR;  // Register max read address
134 reg    [8:0]          rRD2_LENGTH;    // Register read length
135 reg    [1:0]          WR_MASK;        // Write port active mask
136 reg    [1:0]          RD_MASK;        // Read port active mask
137 reg                   mWR_DONE;       // Flag write done, 1 pulse SDR_CLK
138 reg                   mRD_DONE;       // Flag read done, 1 pulse SDR_CLK
139 reg                   mWR,Pre_WR;     // Internal WR edge capture
140 reg                   mRD,Pre_RD;     // Internal RD edge capture
141 reg    [9:0]          ST;             // Controller status
142 reg    [1:0]          CMD;            // Controller command
143 reg                   PM_STOP;        // Flag page mode stop
144 reg                   PM_DONE;        // Flag page mode done
145 reg                   Read;           // Flag read active
146 reg                   Write;          // Flag write active
147 reg    [`DSIZE-1:0]   mDATAOUT;       // Controller Data output
148 wire   [`DSIZE-1:0]   mDATAIN;        // Controller Data input
149 wire   [`DSIZE-1:0]   mDATAIN1;       // Controller Data input 1
150 wire   [`DSIZE-1:0]   mDATAIN2;       // Controller Data input 2
151 wire                  CMDACK;         // Controller command acknowledgement
152 
153 // DRAM Control
154 reg    [`DSIZE/8-1:0] DQM;            // SDRAM data mask lines
155 reg    [11:0]         SA;             // SDRAM address output
156 reg    [1:0]          BA;             // SDRAM bank address
157 reg    [1:0]          CS_N;           // SDRAM Chip Selects
158 reg                   CKE;            // SDRAM clock enable
159 reg                   RAS_N;          // SDRAM Row address Strobe
160 reg                   CAS_N;          // SDRAM Column address Strobe
161 reg                   WE_N;           // SDRAM write enable
162 wire   [`DSIZE-1:0]   DQOUT;          // SDRAM data out link
163 wire   [`DSIZE/8-1:0] IDQM;           // SDRAM data mask lines
164 wire   [11:0]         ISA;            // SDRAM address output
165 wire   [1:0]          IBA;            // SDRAM bank address
166 wire   [1:0]          ICS_N;          // SDRAM Chip Selects
167 wire                  ICKE;           // SDRAM clock enable
168 wire                  IRAS_N;         // SDRAM Row address Strobe
169 wire                  ICAS_N;         // SDRAM Column address Strobe
170 wire                  IWE_N;          // SDRAM write enable
171 
172 // FIFO Control
173 reg                   OUT_VALID;      // Output data request to read side fifo
174 reg                   IN_REQ;         // Input data request to write side fifo
175 wire   [8:0]          write_side_fifo_rusedw1;
176 wire   [8:0]          read_side_fifo_wusedw1;
177 wire   [8:0]          write_side_fifo_rusedw2;
178 wire   [8:0]          read_side_fifo_wusedw2;
179 
180 // DRAM Internal Control
181 wire   [`ASIZE-1:0]   saddr;
182 wire                  load_mode;
183 wire                  nop;
184 wire                  reada;
185 wire                  writea;
186 wire                  refresh;
187 wire                  precharge;
188 wire                  oe;
189 wire                  ref_ack;
190 wire                  ref_req;
191 wire                  init_req;
192 wire                  cm_ack;
193 wire                  active;
194 wire                  CLK;
195 
196 
197 Sdram_PLL sdram_pll1 (
198   .inclk0(REF_CLK),
199   .c0(CLK),
200   .c1(SDR_CLK)
201 );
202 
203 control_interface control1 (
204   .CLK(CLK),
205   .RESET_N(RESET_N),
206   .CMD(CMD),
207   .ADDR(mADDR),
208   .REF_ACK(ref_ack),
209   .CM_ACK(cm_ack),
210   .NOP(nop),
211   .READA(reada),
212   .WRITEA(writea),
213   .REFRESH(refresh),
214   .PRECHARGE(precharge),
215   .LOAD_MODE(load_mode),
216   .SADDR(saddr),
217   .REF_REQ(ref_req),
218   .INIT_REQ(init_req),
219   .CMD_ACK(CMDACK)
220 );
221 
222 command command1(
223   .CLK(CLK),
224   .RESET_N(RESET_N),
225   .SADDR(saddr),
226   .NOP(nop),
227   .READA(reada),
228   .WRITEA(writea),
229   .REFRESH(refresh),
230   .LOAD_MODE(load_mode),
231   .PRECHARGE(precharge),
232   .REF_REQ(ref_req),
233   .INIT_REQ(init_req),
234   .REF_ACK(ref_ack),
235   .CM_ACK(cm_ack),
236   .OE(oe),
237   .PM_STOP(PM_STOP),
238   .PM_DONE(PM_DONE),
239   .SA(ISA),
240   .BA(IBA),
241   .CS_N(ICS_N),
242   .CKE(ICKE),
243   .RAS_N(IRAS_N),
244   .CAS_N(ICAS_N),
245   .WE_N(IWE_N)
246 );
247 
248 sdr_data_path data_path1(
249   .CLK(CLK),
250   .RESET_N(RESET_N),
251   .DATAIN(mDATAIN),
252   .DM(2'b00),
253   .DQOUT(DQOUT),
254   .DQM(IDQM)
255 );
256 
257 Sdram_FIFO write_fifo1 (
258   .data(WR1_DATA),
259   .wrreq(WR1),
260   .wrclk(WR1_CLK),
261   .aclr(WR1_LOAD),
262   .rdreq(IN_REQ&WR_MASK[0]),
263   .rdclk(CLK),
264   .q(mDATAIN1),
265   .wrfull(WR1_FULL),
266   .wrusedw(WR1_USE),
267   .rdusedw(write_side_fifo_rusedw1)
268 );
269 
270 Sdram_FIFO write_fifo2(
271   .data(WR2_DATA),
272   .wrreq(WR2),
273   .wrclk(WR2_CLK),
274   .aclr(WR2_LOAD),
275   .rdreq(IN_REQ&WR_MASK[1]),
276   .rdclk(CLK),
277   .q(mDATAIN2),
278   .wrfull(WR2_FULL),
279   .wrusedw(WR2_USE),
280   .rdusedw(write_side_fifo_rusedw2)
281 );
282 
283 assign mDATAIN = (WR_MASK[0]) ? mDATAIN1 : mDATAIN2;
284 
285 Sdram_FIFO read_fifo1 (
286   .data(mDATAOUT),
287   .wrreq(OUT_VALID&RD_MASK[0]),
288   .wrclk(CLK),
289   .aclr(RD1_LOAD),
290   .rdreq(RD1),
291   .rdclk(RD1_CLK),
292   .q(RD1_DATA),
293   .wrusedw(read_side_fifo_wusedw1),
294   .rdempty(RD1_EMPTY),
295   .rdusedw(RD1_USE)
296 );
297 
298 Sdram_FIFO read_fifo2 (
299   .data(mDATAOUT),
300   .wrreq(OUT_VALID&RD_MASK[1]),
301   .wrclk(CLK),
302   .aclr(RD2_LOAD),
303   .rdreq(RD2),
304   .rdclk(RD2_CLK),
305   .q(RD2_DATA),
306   .wrusedw(read_side_fifo_wusedw2),
307   .rdempty(RD2_EMPTY),
308   .rdusedw(RD2_USE)
309 );
310 
311 always@(posedge CLK)
312 begin
313   SA      <= (ST==SC_CL+mLENGTH) ? 12'h200 : ISA;
314   BA      <= IBA;
315   CS_N    <= ICS_N;
316   CKE     <= ICKE;
317   RAS_N   <= (ST==SC_CL+mLENGTH) ? 1'b0 : IRAS_N;
318   CAS_N   <= (ST==SC_CL+mLENGTH) ? 1'b1 : ICAS_N;
319   WE_N    <= (ST==SC_CL+mLENGTH) ? 1'b0 : IWE_N;
320   PM_STOP <= (ST==SC_CL+mLENGTH) ? 1'b1 : 1'b0;
321   PM_DONE <= (ST==SC_CL+SC_RCD+mLENGTH+2? 1'b1 : 1'b0;
322   DQM     <= ( active && (ST>=SC_CL) ) ? (((ST==SC_CL+mLENGTH) && Write)? 2'b11 : 2'b00 ) : 2'b11;
323   mDATAOUT<= DQ;
324 end
325 
326 assign DQ = oe ? DQOUT : `DSIZE'hzzzz;
327 assign active = Read | Write;
328 
329 always@(posedge CLK or negedge RESET_N)
330 begin
331   if(RESET_N==0)
332   begin
333     CMD       <= 0;
334     ST        <= 0;
335     Pre_RD    <= 0;
336     Pre_WR    <= 0;
337     Read      <= 0;
338     Write     <= 0;
339     OUT_VALID <= 0;
340     IN_REQ    <= 0;
341     mWR_DONE  <= 0;
342     mRD_DONE  <= 0;
343   end
344   else
345   begin
346     Pre_RD <= mRD;
347     Pre_WR <= mWR;
348     case (ST)
349       0:
350       begin
351         if({Pre_RD,mRD}==2'b01)
352         begin
353           Read  <= 1;
354           Write <= 0;
355           CMD   <= 2'b01;
356           ST    <= 1;
357         end
358         else if({Pre_WR,mWR}==2'b01)
359         begin
360           Read  <= 0;
361           Write <= 1;
362           CMD   <= 2'b10;
363           ST    <= 1;
364         end
365       end
366       1:
367       begin
368         if(CMDACK==1)
369         begin
370           CMD<=2'b00;
371           ST<=2;
372         end
373       end
374       default:
375       begin
376         if (ST!=SC_CL+SC_RCD+mLENGTH+1)
377           ST <= ST + 1;
378         else
379           ST <= 0;
380         end
381     endcase
382 
383     if (Read)
384     begin
385       if (ST == SC_CL + SC_RCD + 1)
386         OUT_VALID <= 1;
387       else if (ST == SC_CL + SC_RCD + mLENGTH + 1)
388       begin
389         OUT_VALID <= 0;
390         Read      <= 0;
391         mRD_DONE    <=    1;
392       end
393     end
394     else
395       mRD_DONE    <=    0;
396 
397     if (Write)
398     begin
399       if (ST == SC_CL - 1)
400         IN_REQ <= 1;
401       else if (ST==SC_CL+mLENGTH-1)
402         IN_REQ <= 0;
403       else if (ST==SC_CL+SC_RCD+mLENGTH)
404       begin
405         Write <= 0;
406         mWR_DONE <= 1;
407       end
408     end
409     else
410       mWR_DONE <= 0;
411   end
412 end
413 // Internal Address & Length Control
414 always@(posedge CLK or negedge RESET_N)
415 begin
416   if(!RESET_N)
417   begin
418     rWR1_ADDR     <= 0;
419     rWR2_ADDR     <= 22'h100000;
420     rRD1_ADDR     <= 320*8;
421     rRD2_ADDR     <= 22'h100000+320*8;
422     rWR1_MAX_ADDR <= 320*256;
423     rWR2_MAX_ADDR <= 22'h100000+320*256;
424     rRD1_MAX_ADDR <= 320*248;
425     rRD2_MAX_ADDR <= 22'h100000+320*248;
426     rWR1_LENGTH   <= 256;
427     rWR2_LENGTH   <= 256;
428     rRD1_LENGTH   <= 256;
429     rRD2_LENGTH   <= 256;
430   end
431   else
432   begin
433     // Write Side 1
434     if (WR1_LOAD)
435     begin
436       rWR1_ADDR   <= WR1_ADDR;
437       rWR1_LENGTH <= WR1_LENGTH;
438     end
439     else if (mWR_DONE&WR_MASK[0])
440     begin
441       if(rWR1_ADDR<rWR1_MAX_ADDR-rWR1_LENGTH)
442         rWR1_ADDR <= rWR1_ADDR+rWR1_LENGTH;
443       else
444         rWR1_ADDR <= WR1_ADDR;
445     end
446     
447     //Write Side 2
448     if (WR2_LOAD)
449     begin
450       rWR2_ADDR <= WR2_ADDR;
451       rWR2_LENGTH <= WR2_LENGTH;
452     end
453     else if(mWR_DONE & WR_MASK[1])
454     begin
455     if (rWR2_ADDR<rWR2_MAX_ADDR-rWR2_LENGTH)
456       rWR2_ADDR <= rWR2_ADDR+rWR2_LENGTH;
457     else
458       rWR2_ADDR <= WR2_ADDR;
459     end
460     
461     // Read Side 1
462     if (RD1_LOAD)
463     begin
464       rRD1_ADDR   <= RD1_ADDR;
465       rRD1_LENGTH <= RD1_LENGTH;
466     end
467     else if (mRD_DONE&RD_MASK[0])
468     begin
469       if(rRD1_ADDR<rRD1_MAX_ADDR-rRD1_LENGTH)
470         rRD1_ADDR <= rRD1_ADDR+rRD1_LENGTH;
471       else
472         rRD1_ADDR    <=    RD1_ADDR;
473     end
474     
475     // Read Side 2
476     if (RD2_LOAD)
477     begin
478       rRD2_ADDR   <= RD2_ADDR;
479       rRD2_LENGTH <= RD2_LENGTH;
480     end
481     else if (mRD_DONE&RD_MASK[1])
482     begin
483       if(rRD2_ADDR<rRD2_MAX_ADDR-rRD2_LENGTH)
484         rRD2_ADDR <= rRD2_ADDR+rRD2_LENGTH;
485       else
486         rRD2_ADDR <= RD2_ADDR;
487     end
488   end
489 end
490 
491 // Auto Read/Write Control
492 always@(posedge CLK or negedge RESET_N)
493 begin
494   if(!RESET_N)
495   begin
496     mWR     <= 0;
497     mRD     <= 0;
498     mADDR   <= 0;
499     mLENGTH <= 0;
500   end
501   else
502   begin
503     if ((mWR==0&& (mRD==0&& (ST==0&&
504         (WR_MASK==0&& (RD_MASK==0&&
505         (WR1_LOAD==0&& (RD1_LOAD==0&&
506         (WR2_LOAD==0&& (RD2_LOAD==0))
507     begin
508       // Write Side 1
509       if( (write_side_fifo_rusedw1 >= rWR1_LENGTH) && (rWR1_LENGTH!=0) )
510       begin
511         mADDR   <= rWR1_ADDR;
512         mLENGTH <= rWR1_LENGTH;
513         WR_MASK <= 2'b01;
514         RD_MASK <= 2'b00;
515         mWR     <= 1;
516         mRD     <= 0;
517       end
518       // Write Side 2
519       else if( (write_side_fifo_rusedw2 >= rWR2_LENGTH) && (rWR2_LENGTH!=0) )
520       begin
521         mADDR   <= rWR2_ADDR;
522         mLENGTH <= rWR2_LENGTH;
523         WR_MASK <= 2'b10;
524         RD_MASK <= 2'b00;
525         mWR     <= 1;
526         mRD     <= 0;
527       end
528       // Read Side 1
529       else if( (read_side_fifo_wusedw1 < rRD1_LENGTH) )
530       begin
531         mADDR   <= rRD1_ADDR;
532         mLENGTH <= rRD1_LENGTH;
533         WR_MASK <= 2'b00;
534         RD_MASK <= 2'b01;
535         mWR     <= 0;
536         mRD     <= 1;
537       end
538       // Read Side 2
539       else if( (read_side_fifo_wusedw2 < rRD2_LENGTH) )
540       begin
541         mADDR   <= rRD2_ADDR;
542         mLENGTH <= rRD2_LENGTH;
543         WR_MASK <= 2'b00;
544         RD_MASK <= 2'b10;
545         mWR     <= 0;
546         mRD     <= 1;
547       end
548     end
549     
550     if(mWR_DONE)
551     begin
552       WR_MASK <= 0;
553       mWR     <= 0;
554     end
555 
556     if (mRD_DONE)
557     begin
558       RD_MASK <= 0;
559       mRD     <= 0;
560     end
561   end
562 end
563 
564 endmodule

LCM_Controller.v

  1 module LCM_Controller (
  2   // Host Side
  3   iRed,
  4   iGreen,
  5   iBlue,
  6   // LCM Side
  7   LCM_DATA,
  8   LCM_VSYNC,
  9   LCM_HSYNC,
 10   LCM_DCLK,
 11   LCM_GRST,
 12   LCM_SHDB,
 13   // Control Signals
 14   oDATA_REQ,
 15   iCLK,
 16   iRST_N
 17 );
 18 
 19 // Host Side
 20 input  [7:0]  iRed;
 21 input  [7:0]  iGreen;
 22 input  [7:0]  iBlue;
 23 // LCM Side
 24 output [7:0]  LCM_DATA;
 25 output        LCM_VSYNC;
 26 output        LCM_HSYNC;
 27 output        LCM_DCLK;
 28 output        LCM_GRST;
 29 output        LCM_SHDB;
 30 
 31 // Control Signals
 32 output        oDATA_REQ;
 33 input         iCLK;
 34 input         iRST_N;
 35 // Internal Register and Wire
 36 reg    [10:0] H_Cont;
 37 reg    [10:0] V_Cont;
 38 reg           mVGA_H_SYNC;
 39 reg           mVGA_V_SYNC;
 40 reg           mDATA_REQ;
 41 reg    [1:0]  MOD_3;
 42 reg    [1:0]  Pre_MOD_3;
 43 
 44 // Horizontal Parameter ( Pixel )
 45 parameter H_SYNC_CYC   = 1;
 46 parameter H_SYNC_BACK  = 151;
 47 parameter H_SYNC_ACT   = 960;
 48 parameter H_SYNC_FRONT = 59;
 49 parameter H_SYNC_TOTAL = 1171;
 50 
 51 // Virtical Parameter ( Line )
 52 parameter V_SYNC_CYC   = 1;
 53 parameter V_SYNC_BACK  = 13;
 54 parameter V_SYNC_ACT   = 240;
 55 parameter V_SYNC_FRONT = 8;
 56 parameter V_SYNC_TOTAL = 262;
 57 
 58 assign LCM_SHDB    = 1'b1;
 59 assign LCM_GRST    = 1'b1;
 60 assign LCM_DCLK    = ~iCLK;
 61 assign LCM_VSYNC   = mVGA_V_SYNC;
 62 assign LCM_HSYNC   = mVGA_H_SYNC;
 63 assign LCM_DATA    = (MOD_3==2'h00) ? iRed :
 64                      (MOD_3==2'h01) ? iGreen :
 65                      iBlue;
 66 assign oDATA_REQ   = mDATA_REQ;
 67 
 68 always@(posedge iCLK or negedge iRST_N)
 69 begin
 70   if(!iRST_N)
 71   begin
 72     MOD_3     <= 2'b00;
 73     Pre_MOD_3 <= 2'b00;
 74     mDATA_REQ <= 1'b0;
 75   end
 76   else
 77   begin
 78     Pre_MOD_3 <= MOD_3;
 79     if (H_Cont > H_SYNC_BACK-2 && H_Cont < (H_SYNC_TOTAL-H_SYNC_FRONT-2&&
 80       V_Cont > V_SYNC_BACK+1 && V_Cont<(V_SYNC_TOTAL-V_SYNC_FRONT+1))
 81       begin
 82       if (MOD_3 < 2'b10)
 83         MOD_3 <= MOD_3+1'b1;
 84       else
 85         MOD_3 <= 2'b00;
 86         
 87       if((MOD_3==2'b01) && (Pre_MOD_3==2'b00))
 88         mDATA_REQ <= 1'b1;
 89       else
 90         mDATA_REQ <= 1'b0;
 91     end
 92     else
 93     begin
 94       MOD_3     <= 2'b00;
 95       mDATA_REQ <= 1'b0;
 96     end
 97   end
 98 end
 99 
100 // H_Sync Generator, Ref. 18.42 MHz Clock
101 always@(posedge iCLK or negedge iRST_N)
102 begin
103   if (!iRST_N)
104   begin
105     H_Cont        <=    0;
106     mVGA_H_SYNC    <=    0;
107   end
108   else
109   begin
110     // H_Sync Counter
111     if(H_Cont < H_SYNC_TOTAL)
112       H_Cont <= H_Cont+1;
113     else
114       H_Cont <= 0;
115       
116     // H_Sync Generator
117     if (H_Cont < H_SYNC_CYC)
118       mVGA_H_SYNC <= 0;
119     else
120       mVGA_H_SYNC <= 1;
121   end
122 end
123 
124 // V_Sync Generator, Ref. H_Sync
125 always@(posedge iCLK or negedge iRST_N)
126 begin
127   if (!iRST_N)
128   begin
129     V_Cont      <= 0;
130     mVGA_V_SYNC <= 0;
131   end
132   else
133   begin
134     // When H_Sync Re-start
135     if (H_Cont ==0)
136     begin
137       // V_Sync Counter
138       if (V_Cont < V_SYNC_TOTAL)
139         V_Cont <= V_Cont + 1;
140       else
141         V_Cont <= 0;
142         
143       // V_Sync Generator
144       if (V_Cont < V_SYNC_CYC)
145         mVGA_V_SYNC <= 0;
146       else
147         mVGA_V_SYNC <= 1;
148     end
149   end
150 end
151 
152 endmodule

完整程式碼下載
DE2_LCM_CCD.7z

Conclusion
本篇使用Verilog透過FPGA的方式控制CCD、LCM和SDRAM,實作一個簡單的數位相機,這是一個純硬體的方式,只要將FPGA燒進去之後就可以執行,下一篇(原創) 如何在DE2將CCD影像顯示在彩色LCD上? (Nios II軟體篇 + onchip memory) (IC Design) (DE2) (Nios II) (SOPC Builder)將使用Nios II CPU,透過軟體的方式控制。

See Also
(原創) 如何在DE2將CCD影像顯示在彩色LCD上? (Nios II軟體篇 + onchip memory) (IC Design) (DE2) (Nios II) (SOPC Builder)
(原創) 如何解決DE2_LCM_CCD上下顛倒左右相反的問題? (SOC) (DE2)
(原創) 如何在DE2將CCD影像顯示在彩色LCD? (Nios II軟體篇 + μC/OS-II + SRAM + 驅動程式) (IC Design) (DE2) (Nios II) (μC/OS-II) (SOPC Builder)
(原創) 如何將CMOS彩色影像轉換成灰階影像? (SOC) (DE2)

posted on 2008-01-28 13:50  真 OO无双  阅读(14298)  评论(46编辑  收藏  举报

导航