摘要：介绍了一种基于USB2.0协议的高分辨率数字摄像头，并给出了利用CMOS图像传感器OB9620和USB控制器CY7C68013设计高分辨率数字摄像头的基本硬件电路以及软件设计方法。 关键词：USB2.0；I2C；摄像头；OV9620１ 概述目前，能够传输高品质视频信号的两种总线接口（ＵＳＢ和ＩＥＥＥ １３９４接口）都支持即插即用，且具有易扩展、使用方便等特点。但是ＩＥＥＥ １３９４接口的价格相对较高，因此，当前采用更多的是ＵＳＢ接口。ＵＳＢ的数据传输有４种模式：块传输（Ｂｕｌｋ Ｔｒａｎｓｆｅｒｓ）、中断传输（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒｓ）、同步传输（Ｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕ
在本文中，我们将深入探讨一种基于USB2.0协议的高分辨率数字摄像头的设计，它结合了CMOS图像传感器OB9620和USB控制器CY7C68013，以实现高效、高质的视频数据传输。USB2.0接口因其即插即用、易于扩展和使用便利性，成为当前广泛应用的视频传输接口。
USB2.0提供了四种数据传输模式，包括块传输、中断传输、同步传输和控制传输。块传输适用于大量数据的快速传输，而中断传输则适合实时性强的数据流。USB2.0规范提升了传输速度，支持高达480Mbps的高速模式，每毫秒可以发送8到10个微帧，显著提高了传输效率并降低了对缓存的需求，同时保持对USB1.1的向下兼容性。
在硬件电路设计中，选用了OmniVision Technologies Inc.的OV9620作为视频信号采集芯片。OV9620是一款高性能的130万像素彩色CMOS图像传感器，它具有集成度高、功耗低、成本效益高的优点。该传感器支持SXGA（1280x1024分辨率）和VGA（640x480分辨率）两种模式，并采用SCCB接口，内置10位ADC，能够提供10位数字视频信号。OV9620还提供了像素时钟、行、场同步信号，便于与后端系统集成，并通过SCCB接口进行控制。通过USB2.0控制器，如CY7C68013，可以在P4 1.5G以上的系统中实现15fps的SXGA或30fps的VGA动态影像。
CY7C68013（EZ-USB FX2）是 Cypress 公司的一款USB2.0控制器，集成了增强型8051微控制器、串行接口引擎、USB收发器和8.5kB片上存储器。这款芯片能够处理高速数据传输任务，提供灵活的控制和配置选项，是构建USB设备的理想选择。此外，它支持多种工作模式，如电源管理功能，可以根据需要切换到低功耗状态。
软件设计方面，通常需要编写驱动程序来处理USB通信和图像传感器的数据读取，以及处理来自CPU的命令。这包括初始化USB设备，建立数据传输管道，以及与OV9620的SCCB接口交互，设置传感器参数，如曝光时间、增益等。
基于USB2.0的高分辨率数字摄像头设计涉及了多个关键技术领域，包括USB协议的理解和实现，CMOS图像传感器的选择与配置，以及高效的软件设计以确保数据的准确、实时传输。这种设计不仅实现了高质量的视频捕捉，而且在成本和性能之间取得了良好的平衡，是现代嵌入式系统和数字影像应用中的常见解决方案。
