CN1988604A

CN1988604A - 一种cmos图像传感器的isp验证测试系统及方法

Info

Publication number: CN1988604A
Application number: CNA2005100223890A
Authority: CN
Inventors: 李立; 王艳; 李坤
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-06-27

Abstract

本发明公开一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统，包括ISP模块、数据传输电路和控制模块；其中，ISP模块与数据传输电路双向传输，数据传输电路与控制模块双向传输；ISP模块接收CMOS图像传感器输出的原始图像数据，进行ISP处理后通过数据传输电路传输给控制模块显示；控制模块通过数据传输电路的传输更改ISP模块的ISP参数。还提出一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统的验证测试方法。采用本发明的方案，通过ISP模块采集CMOS图像传感器的输出，根据动态图像的显示效果，直接通过控制模块更改ISP模块的ISP参数，无需重新仿真，发现确认的同时即可对ISP功能进行改进。

Description

一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统及方法。

背景技术

CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器，与传统CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)图像传感器相比，具有功耗低，集成度高的特点，已经广泛应用于手机摄像头，汽车摄像头等领域。

由于CMOS图像传感器高集成度的特点，在芯片内部往往集成ISP(Image Signal Process，图像信号处理)功能。由于芯片生产费用昂贵，如果生产后才发现ISP功能存在问题甚至失效，将带来巨大的经济损失。所以芯片的生产前验证就显得非常关键了。

以往芯片生产前的验证一般是生产前通过PC机上集成电路EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)软件仿真来完成的。将设计好的ISP功能通过EDA软件验证，但EDA软件仿真只能验证ISP功能是否符合设计的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统及方法。

为实现上述目的，本发明提出一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统，包括ISP模块、数据传输电路和控制模块；其中，ISP模块与数据传输电路双向传输，数据传输电路与控制模块双向传输；ISP模块接收CMOS图像传感器输出的原始图像数据，进行ISP处理后通过数据传输电路传输给控制模块显示；控制模块通过数据传输电路的传输更改ISP模块的ISP参数。

所述数据传输电路包括串联的图象数据接收控制逻辑模块和USB传输模块，图象数据接收控制逻辑模块的输入端与ISP模块的输出端相连，USB传输模块的输出端与控制模块的输入端相连；图象数据接收控制逻辑模块将从ISP模块输出的图像数据中提取一帧图像的数据传输给USB传输模块。

所述USB传输模块为USB2.0传输模块。

所述ISP模块为FPGA。

还提出一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统的验证测试方法，包括如下步骤：1)ISP模块接收CMOS图像传感器输出的原始图像数据，进行ISP处理后传输给数据传输电路；2)数据传输电路将接收到的图象数据传输给控制模块；3)控制模块根据接收到的图像数据，显示经ISP处理的动态图像；4)根据显示动态图像的效果，控制模块将更改的ISP参数发送给数据传输电路；5)数据传输电路将接收到的更改的ISP参数写入ISP模块。

所述步骤2)可分为如下步骤：2-1)图象数据接收控制逻辑模块将从ISP模块输出的图像数据中提取一帧图像的数据传输给USB传输模块；2-2)USB传输模块将接收到的一帧图像的数据传输给控制模块；2-3)重复步骤2-1)、2-2)直至传输完所需的连续的图像数据。

所述步骤4)之前还包括如下步骤：ISP模块将接收到的CMOS图像传感器输出的原始图像数据直接通过数据传输电路传输给控制模块并显示为动态图像。

所述步骤4)具体为：比较根据原始图像数据显示的动态图像效果和根据ISP处理后的图象数据显示的动态图像效果，控制模块将更改的ISP参数发送给数据传输电路。

现有的ISP验证只是在将ISP功能编写完毕的时候，对其是否符合设计的要求通过EDA软件进行验证，采用这种方式每次更改ISP的参数就要重新仿真；而且有些ISP功能需要反馈控制CMOS图像传感器，改变CMOS图像传感器的输出，如自动曝光控制等，仿真激励无法提供实时反馈的新激励信号；采用本发明的方案，通过ISP模块采集CMOS图像传感器的输出，根据动态图像的显示效果，直接通过控制模块更改ISP模块的ISP参数，无需重新仿真，发现缺陷的同时即可对ISP功能进行改进；还可以通过ISP模块或控制模块对CMOS图像传感器进行反馈控制，改变CMOS图像传感器的输出，验证测试系统可以全面、实时、连续的对CMOS图像传感器的ISP功能进行验证、测试，使验证测试系统具有高度的灵活性，并进一步提高其ISP的性能。

采用USB传输模块，解决了验证测试系统数据传输的瓶颈，进一步提高验证、测试的实时性。

USB2.0传输模块的传输速率相对于USB1.1传输模块提高了48倍，进一步提高图像显示的速率，保证了验证的实时和连续性。

采用FPGA作为ISP模块，可以实现现场编译，方便及时更改ISP功能的缺陷，避免CMOS图像传感器集成ISP功能之后才发现存在问题或失效，从而进一步提高了CMOS图像传感器的可靠性，节约成本。

附图说明

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1是本发明结构原理示意图。

图2是本发明流程示意图。

具体实施方式

一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统，如图1所示，包括ISP模块1、数据传输电路2和控制模块3；ISP模块1与数据传输电路2双向传输，数据传输电路2与控制模块3双向传输；ISP模块1接收CMOS图像传感器输出的原始图像数据，进行ISP处理后通过数据传输电路2传输给控制模块3显示；控制模块3通过数据传输电路2的传输更改ISP模块1的ISP参数。

ISP模块1与数据传输电路2通过双线串行控制总线进行双向传输；数据传输电路2与控制模块3通过双线串行控制总线进行双向传输。

ISP模块1采用FPGA。

数据传输电路2包括串联的图象数据接收控制逻辑模块和USB传输模块，图象数据接收控制逻辑模块的输入端与ISP模块1的输出端相连，USB传输模块的输出端与控制模块3的输入端相连；图象数据接收控制逻辑模块将从ISP模块1输出的图像数据中提取一帧图像的数据传输给USB传输模块；采用USB2.0的传输模块比USB1.1传输模块的传输速率提高48倍。

如图2所示，工作过程：

1、ISP模块1接收CMOS图像传感器输出的原始图像数据，进行ISP处理后传输给数据传输电路2；

2、数据传输电路2将接收到的图象数据传输给控制模块3；

3、控制模块3根据接收到的图像数据，显示经ISP处理的动态图像；

4、根据显示动态图像的效果，控制模块3将更改的ISP参数发送给数据传输电路2；

5、数据传输电路2将接收到的更改的ISP参数写入ISP模块1。

步骤2可分为如下步骤：

2-1)图象数据接收控制逻辑模块将从ISP模块1输出的图像数据中提取一帧图像的数据传输给USB传输模块；

2-2)USB传输模块将接收到的一帧图像的数据传输给控制模块3；

2-3)重复步骤2-1)、2-2)直至传输完所需的连续的图像数据。

步骤4之前还包括如下步骤：ISP模块1将接收到的CMOS图像传感器输出的原始图像数据直接通过数据传输电路2传输给控制模块3并显示为动态图像。

步骤4具体为：比较根据原始图像数据显示的动态图像效果和根据ISP处理后的图象数据显示的动态图像效果，控制模块3将更改的ISP参数发送给数据传输电路2。

实施例，设置测试芯片载板，用来装载被测试的CMOS图像传感器，对其提供电源、时钟信号，使其正常工作。

采用FPGA作为ISP模块1，在本实施例中，采用Altera公司的Cyclone系列芯片，FPGA的输入IO口与CMOS图像传感器的双向控制总线相连，FPGA的输出IO口与图象数据接收控制逻辑模块的输入端相连，FPGA对CMOS图像传感器输出的原始图像数据进行ISP处理，并且能够实时反馈控制CMOS图像传感器的工作状态；图象数据接收控制逻辑模块的输出端与USB传输模块的输入端相连，在本实施例中，USB传输模块为USB2.0传输模块，其内部集成了8051内核，并内置FIFO寄存器；USB传输模块的输出端通过双线串行控制总线指令与控制模块3相连。

可以通过改变FPGA的跳线，选择由FPGA反馈控制CMOS图像传感器，控制模块3控制FPGA的ISP电路；或者，选择由控制模块3直接通过数据传输电路2的双线串行控制总线发送指令到CMOS图像传感器，控制CMOS图像传感器的工作状态。

工作过程：

1、将所需测试的CMOS图像传感器装载在测试芯片载板上，并接上其电源及有源晶振，该有源晶振用于为CMOS图像传感器提供主时钟；

2、将需要验证的ISP电路编译下载到FPGA；

3、控制模块3通过数据传输电路2的双线串行控制总线发送指令到CMOS图像传感器，对CMOS图像传感器进行初始化；

4、完成初始化后，FPGA接收CMOS图像传感器传来的原始图像数据，通过数据传输电路2传送给控制模块3，显示成动态图像；同时，FPGA对原始图像数据进行ISP处理后，传送给图象数据接收控制逻辑模块；

5、图象数据接收控制逻辑模块从接收到的数据中提取出一帧图像的数据，然后传送给USB传输模块；

6、USB传输模块先将接收到的数据存放在内置的FIFO寄存器上，然后根据USB2.0协议传输给控制模块3；

7、重复以上步骤4-6，直至传送完一幅图像的数据；

8、控制模块3显示ISP处理后的动态图像；

8、比较经过ISP处理的动态图像及原始的动态图像，修改ISP参数，并将更改后的参数通过数据传输电路2下载到FPGA。

Claims

1、一种CMOS图像传感器的ISP验证测试系统，其特征在于：包括ISP模块(1)、数据传输电路(2)和控制模块(3)；其中，ISP模块(1)与数据传输电路(2)双向传输，数据传输电路(2)与控制模块(3)双向传输；ISP模块(1)接收CMOS图像传感器输出的原始图像数据，进行ISP处理后通过数据传输电路(2)传输给控制模块(3)显示；控制模块(3)通过数据传输电路(2)的传输更改ISP模块(1)的ISP参数。

2、根据权利要求1所述的ISP验证测试系统，其特征在于：所述数据传输电路(2)包括串联的图象数据接收控制逻辑模块和USB传输模块，图象数据接收控制逻辑模块的输入端与ISP模块(1)的输出端相连，USB传输模块的输出端与控制模块(3)的输入端相连；图象数据接收控制逻辑模块将从ISP模块(1)输出的图像数据中提取一帧图像的数据传输给USB传输模块。

3、根据权利要求2所述的ISP验证测试系统，其特征在于：所述USB传输模块为USB2.0传输模块。

4、根据权利要求1所述的ISP验证测试系统，其特征在于：所述ISP模块(1)为FPGA。

5、根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的ISP验证测试系统的验证测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)ISP模块(1)接收CMOS图像传感器输出的原始图像数据，进行ISP处理后传输给数据传输电路(2)；

2)数据传输电路(2)将接收到的图象数据传输给控制模块(3)；

3)控制模块(3)根据接收到的图像数据，显示经ISP处理的动态图像；

4)根据显示动态图像的效果，控制模块(3)将更改的ISP参数发送给数据传输电路(2)；

5)数据传输电路(2)将接收到的更改的ISP参数写入ISP模块(1)。

6、根据权利要求5所述的验证测试方法，其特征在于，所述步骤2)可分为如下步骤：2-1)图象数据接收控制逻辑模块将从ISP模块(1)输出的图像数据中提取一帧图像的数据传输给USB传输模块；2-2)USB传输模块将接收到的一帧图像的数据传输给控制模块(3)；2-3)重复步骤2-1)、2-2)直至传输完所需的连续的图像数据。

7、根据权利要求5所述的验证测试方法，其特征在于，所述步骤4)之前还包括如下步骤：ISP模块(1)将接收到的CMOS图像传感器输出的原始图像数据直接通过数据传输电路(2)传输给控制模块(3)并显示为动态图像。

8、根据权利要求7所述的验证测试方法，其特征在于，所述步骤4)具体为：比较根据原始图像数据显示的动态图像效果和根据ISP处理后的图象数据显示的动态图像效果，控制模块(3)将更改的ISP参数发送给数据传输电路(2)。