导航:---现在，世界各国的电子产品制造商为适应不同用户需求，开发的数码摄像机产品已开始向两极分化：一是为满足专业或高层次用户需求，开发多功能且高分辨率（具备很高像素点数）的数码摄像机产品;另外是为适应广大普通用户需求，正在加紧开发低价位的普及型数码摄像机产品。许多厂家实践证明，实现数码摄像机产品低价位化最有效方法是缩减其构成零部件的焊接点数。因此，以往数码摄像机内的多个微控制器，必需通过综合精减成单一微控制器芯片。市场上供应的数码相机用单片微控制器产品很多。本文以NEC公司的V850E/SV2型单片微控制器芯片为例，介绍其性能和应用。
关于V850E/SV2
---V850E/SV2型微控制器芯片是面向数码摄像机应用的专用标准产品ASSP（Application Specific Standard Product）。它是在V850E/SV2型控制器基础上，通过综合分析研制的新产品，把伺服和摄像机控制功能用单一芯片实现的微控制器。该单片微控制器的特点有二，其一是器件性能（包括提高时钟频率和强化外围功能等）改善显著，再者是内置系统工程开发支持功能，便于用户使用。V850E/SV2型微控制器采用257引线的FBGA封装。
芯片性能和应用
1．改善CPU处理能力
---V850E/SV2型微控制器采用V850E-CPU，它是32位RISC型CPU机芯，其最高时钟频率为40.5MHz。该微控制器的CPU通过基准测试程序实测结果表明，最高处理性能达到55MIPS（Million Instruction Per Second每秒百万条指令）。然而，NEC用于伺服控制的微控制器V850/SV1仅具备23MIPS（时钟频率为20MHz），约为V850E/SV2的处理能力的一半。V850E/SV2型微控制器和其他公司生产的同样时钟频率的单片微控制器（40MHz时钟频率，40MIPS处理能力）相比，处理能力高出40%左右。
---在数码摄像机里，考虑到摄像处理的基准时钟频率为13.5MHz，于是设定微控制器的最高时钟频率为40.5MHz。这样，只要在V850E/SV2微控制器里内置有锁相环PLL(Phase Locked Loop)3倍频电路，可以原封不动地利用13.5MHz便可在芯片内实现40.5MHz时钟频率。正是由于这样的缘故，芯片内时钟系统工程获得简化，从而可降低系统成本。
2．内置快闪EEPROM
---在单片微控制器里内置有用2.5V单一电源进行电可擦写的可编程序只读存储器EEPROM，利用快闪写入程序在电路板上便可实现写入。而且，利用引导区域（快闪EEPROM存储区域的一部分）里存储的程序，也支持实现引导区域以外的快闪EEPROM擦写的程序自动化。
3．高集成度小型化封装
---由于微控制器芯片内集成有512KB快闪EEPROM/掩模ROM，24KB RAM容量存储器，因此可以有力地支持数码摄像机系统采用C语言、实时OS并实现高功能化。这种高集成度的芯片采用257引线的FBGA（14mm×14mm，引线球间距为0.65mm，厚度为1.13mm）的封装结构封装在小型化的芯片规模封装CSP（Chip Size Package）里，这种小型化的器件封装结构大大缩小了数码摄像机设备的体积。
4．丰富的串行接口
---组合有3线式串行接口，通用异步接收器发送器UART（Universal Asgnchronous Receiver Transmitter）接口和I2C接口，共利用9个通道。通过兼用其他外围攻功能和端口，可同时独立地使用8个通道。
---当传送大容量显示数据时，在通常的3线式串行接口里，每传达室送完了1字节，产生一次传送终了中断请求，导致CPU处理任务过重。为此，在3线式串行接口的所在两通道电设置发送/接收用缓冲寄存器（32字节），使之具备内置的自动发送/接收功能，从而减轻CPU负担。
5．伺服控制定时器
---V850E/SV2型微控制器既然是面向数码摄像机的专用标准产品，人们不禁要问它在数码摄像机系统中发挥什么样的作用呢。从图1所示的数码摄像机系统工程框图里可以清楚地看到，V850E/SV2型单片微控制器执行摄像控制和系统与伺服控制作用。例如，仅就摄像机的伺服控制而论，在V850E/SV2芯片内设有32位伺服控制用定时器，它是进行伺服控制时的专用部件。通过这个伺服控制定时器，产生出软件伺控制用基准信号，进而对滚筒，带辊，带盘和加载等的各个电机进行控制。
6．外部3V接口
---考虑到电机驱动器IC，摄像CCD外围电路等3V供电系统的外围IC之间的连接，这同CPU等内部电压2.3～2.7V供电系统有别;于是采用2种电源供电方式，I/O端口和具有24条模拟输入的A/D变换等的外部接口电压为2.7～3.6V。
7．降低电力消耗
---掩模ROM电路通常工作时的VDD电源电流为55mA（典型值），2.5V供电，时钟频率40.5MHz;每单位处理性能的耗费电流量为1.0mA/MIPS，堪称是高性能，多功能且低功耗电路。而且，微控制器芯片内置的快闪EEPROM是新开发的电路，工作时VDD的电流为65mA。如今单片微控制器同以往的双片构成的微控制相比，显著地降低了电力消费。
强化系统开发支援
（1）片装调试功能
--- 对于单片微控制器，在开发环境方面除了提供全功能 ICE（In-Cricuit Emulator）之外，还支持片装调试（On chip debug）功能。由于有了这种功能，微控制器芯片在安装到电路板上的状态下，通过JTAG接口端，可同外部PCMCIA（Personal Computer Memory Card International Association）卡型的专用仿真器相连接，可进行程序调试和工作状态分析。通过这个专用仿真器，可擦写微控制器芯片内的快闪EEPROM，这和调试功能组合使用，可实现高效率程序开发。
（2）边界扫描功能
---边界扫描是由IEEE1149.1规定的信号测试方法，具体地说它是像按顺序扫描器件的输入 、输出那样地进行测试数据输入、输出检查。借助这种方法，可进行校验安装在电路板上的微控制器芯片之间连接状况。
（3）配备其他开发工具。
（4）作为开发环境，支持ICE、C编译程序、调试、仿真器、实时操作系统OS和系统性能分析器等到综合的开发环境。
发展动向
---随着各种宽带接入Internet应用的普及，人们要求传送视频信息的呼声日益增高。数字化地波电视广播取代模拟电视广播以后，普通百姓对电视节目制作的参与积极性也必将与日俱增。于是，普通百姓对数码摄像机的需求大增，作为数码摄像机的单片微控制器芯片市场将要大发展。各个半导体制造商很看重这一市场，竞相开发单片微控制器产品。 作为面向数码摄像机的微控制器，今后不仅要重视伺服/摄像控制功能而且要关注图像处理控制功能。