系统上电后，FPGA首先通过I2C总线对视频采集模块(SAA7113H)进行初始化，以确定其工作模式。初始化结束后，等待图像采集命令。当接收到FPGA发出的图像采集命令时，视频采集模块开始工作，FPGA依靠像素时钟和行场同步信号采集灰度图像。由于SAA7113H输出的灰度图像是8位的，而外部的SRAM是16位的，因此在FPGA中必须对采集到的灰度图像进行处理，将两个字节的数据组合，一起输出到外部SRAM中。一帧图像采集结束后，SAA7113H停止图像采集，等待下一次的采集命令。
3．2 FPGA与ARM的数据交换
为了实现图像数据的实时采集与处理，应使图像数据的采集与外部图像数据的读取同时进行。因此本系统采用双SRAM缓存结构。这样，在同一时刻，一片可用于存储图像数据，另一片可用于外部ARM对图像数据的读取。两块SRAM存储区乒乓式切换。当图像数据写满SRAMl时，FPGA向ARM发送一个中断信号，然后，AlRM响应中断并读取SRAMl中的图像数据，同时将其写入到CF卡中，图像数据将写入SRAM2，当图像数据写满SRAM2时，FPGA也向ARM发送一个中断信号。ARM响应中断并读取SRAM2中的图像数据，同时将其写入到CF卡中。之后，图像传感器的数据将再次写入SRAMl。
3．3 图像数据在CF卡上的存储
CF卡内部控制器设计完全模拟硬盘，使用标准的ATA／IDE接口界面，可通过IDE接口与电脑连接，而且早已实现无驱动设计，使用非常方便。在本系统中，图像数据通过ARM存入CF卡，因此必须实现ARM对CF卡的配置、读写控制等操作。ARM对CF卡驱动的接口函数由硬件接口函数和用户使用函数组成，硬件接口函数是与系统硬件相关的函数集。主要包括硬件复位函数、ATA寄存器操作函数和ATA设备探测函数；用户使用函数包括ATA设备驱动初始化函数、查找ATA接口设备函数、读扇区函数、写扇区函数、获取设备信息、使设备立即进入待机状态和使设备立即进入空闲状态。由于篇幅所限，这里不再一一介绍，读者可以根据CF卡的具体参数编写相应的函数。
4 结束语
文中介绍了用ARM和FPGA实现的一个嵌入式实时图像采集存储系统的设计方案，本系统的工作温度为O~60℃，可以实现每秒20~30帧的视频流灰度图像采集和存储，能够满足嵌入式实时图像采集存储的应用要求，系统的持续工作时间取决于CF卡的存储容量。在本系统中，图像的采集存储脱离了PC机，使图像的采集存储真正达到了实时性和嵌入式的要求。本系统可以应用在军事射击评价、工业产品质量检测、医疗和生物等领域。
