圖2. ISP原理框圖
5MP實時數據流對處理器處理帶寬和性能有較高的要求，因此ISP的實現采用Altera的Cyclone V系列FPGA來完成的。這種方式可以非常靈活的應對各種復雜場景，?？低暤腎SP經過多年的市場檢驗，已經得到行業內外客戶高度的認可。FPGA除了實現了常規的ISP模塊，還實現了自動聚焦所需要的聚焦統計模塊，以及自動曝光的AE模塊。
馬達驅動和自動聚焦控制部分
一體化機芯具有變焦和自動聚焦功能，這部分需要MCU、一體機鏡頭、馬達驅動部分三者配合才能完成的。本項目的馬達驅動和MCU采用而者合一的TMPM342芯片。TMPM342是東芝公司一款MCU、MCD（Motor Control Driver）、PSC（Programmable Servo Controller）集成在一起的單芯片SOC，可以方便的控制電機、光圈，內置ARM CortexM3，可以方便靈活的實現更多功能。TMPM342的MCD可以很方便的實現對步進電機、直流電機、電磁線圈的控制，結合MCU和AF、AE算法，可以很方便的實現自動聚焦、自動曝光控制。TMPM342中的PSC可編程伺服控制可以實現PID算法，利用這個可以實現防抖等功能。由此，可以說TMPM342是常適合用來開發一體化機芯的。本項目就是通過TMPM342來實現對鏡頭馬達、光圈的驅動，并實現自動聚焦、自動曝光控制等功能。TMPM342內部框圖及控制示意圖如圖3。
圖3. TMPM342FY內部框圖及控制示意圖
自動聚焦原理及實現
自動聚焦是一體化機芯中最重要的功能。自己聚焦原理很簡單，一般流程如下：先判斷圖像是否清晰，如果清晰就結束一輪聚焦過程，如果不清晰就開始搜索周圍是否有清晰點，直到搜索到清晰點結束一輪聚焦過程。自動聚焦一般采用爬山法，爬山法是向值增加的方向持續移動的簡單過程，直到達到峰值為止，周圍相鄰狀態中沒有比峰值更高的值。
自動聚焦系統一般由兩部分組成，一部分是聚焦清晰度評價函數，這部分由FPGA來實現；另一部分是電機驅動及聚焦控制部分，這部分是由TMPM342來實現。自動聚焦實現框圖如圖4。
圖4.自動聚焦實現框圖
