基于FPGA的DVP协议实现

DVP协议的介绍

DVP协议是摄像头中最常用到的协议，除了DVP协议摄像头中还有娶她常用的协议如：MIPI、LVDS等协议。这里给出DVP协议的时序图：

上面的HREF是行同步信号，还有VSYNC是场同步信号，从上面可以看出该时序与VGA时序相似性很高，只有HREF高低电平相反了。

DVP协议代码

从上面的时序图中我们可以将DVP协议转换成标准的数据流，代码如下：

`timescale 1ns / 1ps
// *********************************************************************************
// Project Name : OSXXXX
// Author       : zhangningning
// Email        : [email protected]
// Website      : 
// Module Name  : dvp2data.v
// Create Time  : 2020-02-08 23:30:48
// Editor       : sublime text3, tab size (4)
// CopyRight(c) : All Rights Reserved
//
// *********************************************************************************
// Modification History:
// Date             By              Version                 Change Description
// -----------------------------------------------------------------------
// XXXX       zhangningning          1.0                        Original
//  
// *********************************************************************************

module dvp2data(
    //System Interfaces
    input                   rst_n           ,    
    //OV5640 Interfaces
    input                   ov5640_pclk     ,
    input                   ov5640_href     ,
    input                   ov5640_vsync    ,
    input           [ 7:0]  ov5640_data     ,
    //User Interfaces
    output  reg     [15:0]  data            ,
    output  reg             data_en 
);
  
//========================================================================================\
//**************Define Parameter and  Internal Signals**********************************
//========================================================================================/
reg                         flag_byte       ;
wire                        ov5640_vsync_pos;
reg                         ov5640_vsync_r1 ;
reg                 [ 3:0]  frame_cnt       ;
reg                         frame_vaild     ;

 
//========================================================================================\
//**************     Main      Code        **********************************
//========================================================================================/
assign  ov5640_vsync_pos    =   ov5640_vsync && ~ov5640_vsync_r1;

always @(posedge ov5640_pclk)
    ov5640_vsync_r1     <=      ov5640_vsync; 
    

always @(posedge ov5640_pclk or negedge rst_n)
    if(rst_n == 1'b0)
        flag_byte       <=      1'b0;
    else if(ov5640_href == 1'b1)
        flag_byte       <=      ~flag_byte;
    else
        flag_byte       <=      1'b0;

always @(posedge ov5640_pclk or negedge rst_n)
    if(rst_n == 1'b0)
        data            <=      8'd0;
    else if(flag_byte == 1'b1)
        data            <=      {data[15:8],ov5640_data};
    else
        data            <=      {ov5640_data,data[7:0]};

always @(posedge ov5640_pclk or negedge rst_n)
    if(rst_n == 1'b0)
        data_en         <=      1'b0;
    else if(flag_byte == 1'b1 && frame_vaild == 1'b1)
        data_en         <=      1'b1;
    else
        data_en         <=      1'b0;

always @(posedge ov5640_pclk or negedge rst_n)
    if(rst_n == 1'b0)
        frame_cnt       <=      4'd0;
    else if(ov5640_vsync_pos == 1'b1 && frame_vaild == 1'b0)
        frame_cnt       <=      frame_cnt + 1'b1;
    else
        frame_cnt       <=      frame_cnt;

always @(posedge ov5640_pclk or negedge rst_n)
    if(rst_n == 1'b0)
        frame_vaild     <=      1'b0;
    else if(frame_cnt >= 'd10) 
        frame_vaild     <=      1'b1;
    else
        frame_vaild     <=      frame_vaild;

endmodule

rst_n ：模块复位信号
ov5640_pclk ：模块的时钟信号，对于OV5640摄像头是24MHz
ov5640_href ：OV5640摄像头中DVP的行同步信号
ov5640_vsync ：OV5640摄像头中DVP的场同步信号
ov5640_data ：OV5640摄像头中DVP的数据信号
data ：模块的输出数据信号
data_en ：模块输出数据信号的使能信号

DVP协议的测试代码

与我们之前的代码相同，这里给出测试代码，如下：

`timescale 1ns / 1ps
`define     CLOCK   20
// *********************************************************************************
// Project Name : OSXXXX
// Author       : zhangningning
// Email        : [email protected]
// Website      : 
// Module Name  : dvp2data_tb.v
// Create Time  : 2020-02-08 22:01:07
// Editor       : sublime text3, tab size (4)
// CopyRight(c) : All Rights Reserved
//
// *********************************************************************************
// Modification History:
// Date             By              Version                 Change Description
// -----------------------------------------------------------------------
// XXXX       zhangningning          1.0                        Original
//  
// *********************************************************************************

module dvp2data_tb;

reg                         rst_n           ;
reg                         ov5640_pclk     ; 
reg                         ov5640_href     ;
reg                         ov5640_vsync    ;
reg                 [ 7:0]  ov5640_data     ;
wire                [15:0]  data            ;    
wire                        data_en         ;     

initial begin
    ov5640_pclk     =       1'b0;
    rst_n           <=      1'b0;
    ov5640_href     <=      1'b0;
    ov5640_vsync    <=      1'b0;
    ov5640_data     <=      8'd0;
    #(100*`CLOCK);
    rst_n           <=      1'b1;
    repeat(12)begin
        #(500*`CLOCK)
        dvp_data();
    end
    
end
always  #(`CLOCK/2)     ov5640_pclk     =       ~ov5640_pclk;

task dvp_data;
    integer     i,j           ;
    begin
       ov5640_vsync     <=      1'b0;
       #(10*`CLOCK);
       ov5640_vsync     <=      1'b1;
       #(10*`CLOCK);
       ov5640_vsync     <=      1'b0;
       #(100*`CLOCK);
       for(i=0;i<720;i=i+1)begin
            for(j=0;j<1080*2;j=j+1)begin
               ov5640_href   <=      1'b1;
               #(`CLOCK);
               ov5640_data   <=      ov5640_data + 1'b1;  
            end 
            ov5640_href   <=      1'b0;
            #(`CLOCK*100);
        end
        ov5640_data      <=     8'd0;
    end
endtask


dvp2data dvp2data_inst(
    //System Interfaces
    .rst_n                  (rst_n                  ),    
    //OV5640 Interfaces
    .ov5640_pclk            (ov5640_pclk            ),
    .ov5640_href            (ov5640_href            ),
    .ov5640_vsync           (ov5640_vsync           ),
    .ov5640_data            (ov5640_data            ),
    //User Interfaces
    .data                   (data                   ),
    .data_en                (data_en                )
);

endmodule

总结

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