1．引言

usb2.0摄像头微处理器支持高速usb2.0接口，内嵌强劲的图像后处理单元，jpeg高速编译码器，支持高达200万像素的cmos传感器接口和ccd传感器接口，处理器设计的产品可以实现独特的运动监测功能与脸部追踪功能，这不仅大大加强了显示效果，提高了画面的品质，更拓展了pc摄像头的应用领域，如增强的实时视频聊天功能和门禁监测系统。

主要功能：usb2.0高速传输并兼容usb1.1；高速图像后处理单元；jpeg高速编译码器；vga下30帧／秒高速传输；cmos／ccd接口；内置8比特微控制器。

不仪具备以上的先进特性，还拥有以下多种可扩展性：多个gpio接口为增加连拍、led指示灯、快捷键等功能提供了无限可能；usb2.0兼容usb1.1，为摄像头的广泛的使用增加了保障；支持多种操作系统，如64-bit window，windows xp，linux，mac，vxworks,wince等等。以下就是对usb2.0摄像头微处理器的硬件设计方法及外围电路分布的介绍。

2．系统硬件设计

2.1 振荡器

usb2.0摄像头微处理器的钟频是12mhz，外部时钟频率稳定性必须小于±50ppm。图1是振荡器电路的设计参考图。

2.2 复位

上电后，复位信号必须在低设置处停上最少10ms，才能使来自振荡器的信号稳定。芯片集将在341μs后进入稳定状态。

图2展示了复位电路。二极管(d)在电力关闭时用于加快电容器(c)放电的速度。如果pcb空间不足，可选择将d去除。图3为上电顺序。

2.3 电源和地

2.3.1 电源和地的类型

电源供应是由数字部分和模拟部分构成。

2.3.2 电源电路

该电路使用的是单一电源供应模式。由外接电源供应3.3v的i／o电到芯片，再由其内置的pr(电源调节器)输出1.8v从dvdd引脚供应到usb-vddl。内置pr电路需要将最少为10uf的电容放在与dvdd引脚最近的位置上。这些调节器必须能够做到在进入待机模式时自动转为低功耗状况。图4为3.3v电源电路。

3、外围电路分布

usb2.0摄像头微处理器的外围接口分布主要有：usb2.0接口；eeprom接口；传感器接口；其它功能pin接口和usb2.0 pcb排版。

3.1 usb2.0接口

usb2.0接口如表2所示。

usb_vres是usb接口的电压参考值。usb_vres的下拉电阻应该更为准确(推荐值6.2k±1％ohm)。

3.2 eeprom接口

eeprom接口如表3所示。

如需要添加新的vid和pid或传感器配置，则需用一个2-线串行eeprom。图5是eeprom的应用电路。

esck引脚是用来选择eeprom大小的。当eeprom大于16k bit时则需要一个上拉电阻。当eeprom小于或等于16k bit时则将esck下拉。当要支持一颗新的cmos传感器芯片时，则需外挂一颗64k bit的eeprom。

eeprom可帮助更改pid，但在没有eeprom时，esck引脚可用来做pid的选择。

3.3 传感器接口

传感器接口有10根(10-bit)数据线。当传感器只有8根(8-bit)数据线被采用时，低两位数据线(cs_d1，cs_d0)应接成low的级别。在cs_clk和cs_pclk pin脚处接一个电阻(推荐220hm)并将它们与dsp放置的越近越好以用来减少反射的信号。

cs_sck和cs_sda都被用做为opendrain，从内部上拉。cs_pwdb控制传感器的电源。当视频打开时，cs_pwdb从低设定转变为高设定以开启传感器的电源。当视频关闭后，cs_pwdb的运作则反转过来以关闭传感器的电源。在待机模式下，由于usb待机电流限制是500ua，所以cs_pwdb也可输出低级别的设定。

如果pixclk没有给芯片反馈，传感器也可以通过设置eeprom来运行。

3.4 其它功能引脚

test引脚需要用一个47kohm的电阻将其连接到地。gpio_flip和privacy在正常情况下应接成high。如果gpio_flip是low，图象会旋转180度。如果privacy是low，图象会转黑。如果需要snapb功能，可接一个4.7kobm的电阻到i／opower并接一个按钮到地，按下这个按钮即可拍静态图。gpio_pwm是用来输出一个pwm信号的。

3.5 usb2.0 pcb排版指南

usb dp和dm的传送行程由高速(f／s)usb2.0的设计指导方针来确定。

usb dp和dm的差分线阻抗是90ohm±15％。

为将esd免疫性最大化，工业设计需使usb连接处暴露的越少越好。

usb dp／dm的连线要宽于22 mil(1mil=25.4μm)并有7 mil间距。按要求在dp／dm连线下需要有一条持续的地线，同时dp／dmpcb的后面的地线是不能分开的，也不能有通孔。

需确保不相关的信号连线、电源及元件远离dp／dm的连线。一个通用的标准是保持最少35mils的距离。

将大的电容器保持在usb_5v电源连接口处。

退耦电容器需放置在最接近芯片处。

如有需要可将一块铁氧体放置在usb_5v处用来扩大esd免疫性。如不需要可在板上放置0ohm的阻抗。铁氧体必需是低dcr(<100mohms)。如果是用mini-b型接口，则需将铁氧体放置在与芯片不同的板层。

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