EMIO方式模擬SCCB時(shí)序進(jìn)行讀寫操作詳解

一、SCCB介紹

SCCB是OmniVision Serial Camera Control Bus的簡稱，即OV公司的串行攝像機(jī)控制總線。OV公司定義的SCCB是一個(gè)3線結(jié)構(gòu)，但是，為了縮減Sensor的pin封裝，SCCB大多采用2線方式。

開始傳輸數(shù)據(jù)

結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸

傳輸規(guī)則

一個(gè)基本傳輸單元稱作一個(gè)相

一個(gè)相包含總共9比特，前8比特為數(shù)據(jù)，第9比特為 Don‘t-Care bit 不關(guān)心比特，該第9比特的數(shù)據(jù)取決于

傳輸任務(wù)是讀還是寫。一個(gè)傳輸任務(wù)的最大相個(gè)數(shù)是3

3相寫傳輸規(guī)則

提供些傳輸，主機(jī)能將1byte數(shù)據(jù)寫至指定從機(jī)

ID Address表示指定從機(jī)的地址

Sub-address表示從機(jī)的寄存器

后面是數(shù)據(jù)，1字節(jié)數(shù)據(jù)

3個(gè)相為后一位都是Don’t-Care bits

2相寫傳輸規(guī)則

2相寫傳送是在2相讀傳送前的，它的目的是指明主機(jī)要從哪個(gè)從機(jī)的哪個(gè)寄存器讀數(shù)據(jù)。

2相讀傳輸規(guī)則

在2相讀前面必須有2相寫或者3相寫，否則2相讀沒有辦法讀出哪個(gè)寄存器發(fā)的數(shù)據(jù)，主機(jī)必須將NA bit置為1（否則OV攝像頭會把SIOD拉低）

“X”表示Don‘t-Care bit。意思是Master可以不關(guān)注此bit。從OV給的手冊來看，Slave也可以驅(qū)動此bit為低，然后Master來確認(rèn)響應(yīng)。當(dāng)然，Master也可以不關(guān)注。在SCCB手冊中，這部分說的比較含糊，所以，簡單來說，在SCCB中，Master不關(guān)注是否傳輸數(shù)據(jù)有錯誤發(fā)生。說實(shí)話，為了所做的設(shè)計(jì)可靠，還是應(yīng)該關(guān)注的。

二、EMIO介紹

zynq的GPIO，分為兩種，MIO（multiuse I/O）和EMIO（extendable multiuse I/O）

MIO分配在bank0和bank1直接與PS部分相連，EMIO分配在bank2和接和PL部分相連。除了bank1是22-bit之外，其他的bank都是32-bit。所以MIO有53個(gè)引腳可供我們使用，而EMIO有64個(gè)引腳可供我們使用。

使用EMIO的好處就，當(dāng)MIO不夠用時(shí)，PS可以通過驅(qū)動EMIO控制PL部分的引腳，接下來就來詳細(xì)介紹下EMIO的使用。

EMIO的使用和MIO的使用其實(shí)是非常相似的。區(qū)別在于，EMIO的使用相當(dāng)于，是一個(gè)PS + PL的結(jié)合使用的例子。所以，EMIO需要分配引腳，以及編譯綜合生成bit文件。

三、例子

1、新建vivado 工程，create一個(gè)block design，添加zynq PS核

2、運(yùn)行自動連接

3、雙擊PS IP進(jìn)行配置，增加三個(gè)EMIO，其中兩個(gè)是SCCB的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘，另外一個(gè)拿來做復(fù)位

4、把新增的EMIO連接出來，并把時(shí)鐘接好

5、增加一個(gè)clock IP，修改輸出頻率為24Mhz，把輸出管腳接出

5、create HDL wrapper，生產(chǎn)HDL頂層文件，雙擊打開，可以看到剛才接出來的EMIO管腳名為gpio_0_tri_io

6、創(chuàng)建約束文件，我的攝像頭的SIOD接到了W8，SIOC接到了V8，RESET接到AB11，XCLK接到W11

7、綜合，生成bit文件，導(dǎo)出hardware并啟動SDK，創(chuàng)建項(xiàng)目，添加如下代碼

EMIO_init.h

#ifndef EMIO_INIT_H_

#define EMIO_INIT_H_

#include“xgpiops.h”

int EMIO_SCCB_init（void）;

#define SIOD_PIN 54

#define SIOC_PIN 55

#define RESET_PIN 56

#define DIRECTION_INPUT 0

#define DIRECTION_OUTPUT 1

void CLOCK_HIGH（void）;

void CLOCK_LOW（void）;

void DATA_HIGH（void）;

void DATA_LOW（void）;

void DATA_INPUT（void）;

void DATA_OUTPUT（void）;

int GET_DATA（void）;

void SCCB_reset（void）;

#endif /* EMIO_INIT_H_ */

EMIO_init.c

#include “xgpiops.h”

#include “EMIO_init.h”

static XGpioPs psGpioInstancePtr;

int EMIO_SCCB_init（void）

{

XGpioPs_Config* GpioConfigPtr;

int xStatus;

GpioConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig（XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID）;

if（GpioConfigPtr == NULL）

return XST_FAILURE;

xStatus = XGpioPs_CfgInitialize（&psGpioInstancePtr，GpioConfigPtr，GpioConfigPtr-》BaseAddr）;

if（XST_SUCCESS ！= xStatus）

print（“EMIO INIT FAILED \n\r”）;

XGpioPs_SetDirectionPin（&psGpioInstancePtr， SIOC_PIN，DIRECTION_OUTPUT）;

XGpioPs_SetDirectionPin（&psGpioInstancePtr， SIOD_PIN，DIRECTION_OUTPUT）;

XGpioPs_SetDirectionPin（&psGpioInstancePtr， RESET_PIN，DIRECTION_OUTPUT）;

XGpioPs_SetOutputEnablePin（&psGpioInstancePtr， SIOC_PIN，1）;

XGpioPs_SetOutputEnablePin（&psGpioInstancePtr， SIOD_PIN，1）;

XGpioPs_SetOutputEnablePin（&psGpioInstancePtr， RESET_PIN，1）;//

return xStatus;

}

void SCCB_reset（void）

{

XGpioPs_WritePin（&psGpioInstancePtr，RESET_PIN， 0）;

usleep（50*1000）;

XGpioPs_WritePin（&psGpioInstancePtr，RESET_PIN， 1）;

}

void CLOCK_HIGH（void）

{

XGpioPs_WritePin（&psGpioInstancePtr，SIOC_PIN， 1）;

}

void CLOCK_LOW（void）

{

XGpioPs_WritePin（&psGpioInstancePtr，SIOC_PIN， 0）;

}

int GET_DATA（void）

{

return XGpioPs_ReadPin（&psGpioInstancePtr，SIOD_PIN）;

}

void DATA_INPUT（void）

{

XGpioPs_SetDirectionPin（&psGpioInstancePtr， SIOD_PIN，DIRECTION_INPUT）;//

}

void DATA_OUTPUT（void）

{

XGpioPs_SetDirectionPin（&psGpioInstancePtr， SIOD_PIN，DIRECTION_OUTPUT）;//

}

void DATA_HIGH（void）

{

XGpioPs_WritePin（&psGpioInstancePtr，SIOD_PIN， 1）;

}

void DATA_LOW（void）

{

XGpioPs_WritePin（&psGpioInstancePtr，SIOD_PIN，0）;

}

SCCB_ctrl.h

#ifndef SCCB_CTRL_H_

#define SCCB_CTRL_H_

void sccb_start（void）;

void sccb_end（void）;

void sccb_sendbyte（ unsigned char value ）;

void sccb_senddata（unsigned char subaddr，unsigned char value）;

int sccb_readdata（unsigned char addr， unsigned char *value）;

#endif /* SCCB_CTRL_H_ */

SCCB_ctrl.c

#include “sleep.h”

#include “EMIO_init.h”

#define OV7670_WRITE_ADDR 0x42

#define OV7670_READ_ADDR 0x43

#define SCCB_DELAY usleep（10）

void sccb_start（void）

{

CLOCK_HIGH（）;

DATA_HIGH（）;

SCCB_DELAY;

DATA_LOW（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_LOW（）;

SCCB_DELAY;

}

void sccb_end（void）

{

DATA_LOW（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_HIGH（）;

SCCB_DELAY;

DATA_HIGH（）;

SCCB_DELAY;

}

int sccb_sendbyte（ unsigned char value ）

{

unsigned char tmp = value;

unsigned char i=0，ack;

for（i=0; i《8; i++）

{

if（tmp & 0x80 ）

DATA_HIGH（）;

else

DATA_LOW（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_HIGH（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_LOW（）;

SCCB_DELAY;

tmp《《=1;

}

DATA_HIGH（）;

DATA_INPUT（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_HIGH（）;

ack = GET_DATA（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_LOW（）;

SCCB_DELAY;

DATA_OUTPUT（）;

if（ack==1）

{

return -1;

}

return 0;

}

unsigned char sccb_readbyte（ unsigned char addr）

{

unsigned char i=0，data=0;

DATA_HIGH（）;

DATA_INPUT（）;

for（i=0; i《8; i++）

{

CLOCK_HIGH（）;

SCCB_DELAY;

data 《《= 1;

if（GET_DATA（））

data |= 1;

SCCB_DELAY;

CLOCK_LOW（）;

SCCB_DELAY;

}

DATA_OUTPUT（）;

DATA_HIGH（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_HIGH（）;

SCCB_DELAY;

CLOCK_LOW（）;

SCCB_DELAY;

DATA_HIGH（）;

return data;

}

int sccb_readdata（unsigned char addr， unsigned char *value）

{

// 兩相寫

sccb_start（）;

if（sccb_sendbyte（OV7670_WRITE_ADDR） ！= 0）

{

sccb_end（）;

return -1;

}

if（sccb_sendbyte（addr） ！= 0）

{

sccb_end（）;

return -1;

}

sccb_end（）;

SCCB_DELAY;

// 兩相讀

sccb_start（）;

if（sccb_sendbyte（OV7670_READ_ADDR） ！= 0）

{

sccb_end（）;

return -1;

}

*value = sccb_readbyte（addr）;

sccb_end（）;

return 0;

}

void sccb_senddata（unsigned char addr，unsigned char value）

{

sccb_start（）;

sccb_sendbyte（OV7670_WRITE_ADDR）;

sccb_sendbyte（addr）;

sccb_sendbyte（value）;

sccb_end（）;

}

修改main函數(shù)，讀取PID和VER寄存器，驗(yàn)證是否正確，實(shí)際上我讀取到的VER是0X73

int main（）

{

unsigned char data;

init_platform（）;

print（“Hello World\n\r”）;

EMIO_SCCB_init（）;

SCCB_reset（）;

usleep（500*1000）;

while（1）

{

//讀取PID

data = 0;

if（sccb_readdata（0x0A，&data） ！= 0）

{

print（“error\n\r”）;

}

else

{

if（data ！= 0x76）

print（“error\n\r”）;

}

//讀取VER

data = 0;

if（sccb_readdata（0x0B，&data） ！= 0）

{

print（“error\n\r”）;

}

else

{

if（data ！= 0x73）

print（“error\n\r”）;

}

}

cleanup_platform（）;

return 0;

}