ov7670/ov7725/ov5640開發記錄終於到最後一講了，還是蠻累的。
一、sdram快取處理
很多攝像頭工程都用到了sdram作為中間快取，很多人一臉懵逼，我也是思考了好一陣才明白。先假設 ov5640 和 vga 直接相連，中間不採用任何快取器件，那會出現什麼情況呢？
ov5640 的幀率為 30fps， vga 的幀率為 60fps，且時鐘也完全不一樣。假設解析度是 3x2 = 6，資料為：1，2，3，4，5，6。ov5640 幀率小，生成乙個畫素的時間假設是2秒，而 vga 幀率大，需要乙個畫素的時間假設是 1s。在 6s 的時間裡，vga就請求了一幀資料，可這個時間裡 ov5640 只生成了1，2，3共三個畫素，vga那邊就出現了空資料的情況。在 12s 的時間裡，vga 請求了兩幀資料，可這個時間裡 ov5640 只生成了一幀資料，怎麼來說都是錯的。上述假設是簡化了時間點，實際情況是 ov5640 生成畫素和 vga 請求畫素的時間不一致，導致vga總是要不到一幀影象正確的資料，也要不全一幀影象正確的資料。因此，ov5640 和 vga 之間需要加入乙個快取器件，用於快取一幀的資料，這樣 vga 每次要一幀資料都可以被滿足。加入快取器件的根本原因就是兩端時鐘不一致，導致讀寫速率不一致。
採用什麼快取器件呢？fifo 和 ram 是最常用的，但是一幀的影象資料往往是 640x480、1280x768、1920x1280，每個畫素是 16bit。資料量大，fpga的片內資源無法滿足。因此需要引入外部快取器件，如 sdram、ddr2、ddr3等。
二、無桌球操作
sdram 正常使用其實是無桌球操作，無桌球操作是考慮不周的，除非一幀影象是瞬間生成，ov5640 幀率 30fps，vga 幀率 60fps，彷彿剛好可以寫一幀讀兩幀。但是一幀影象實際情況是一行行的生成和讀取的，所以會出現 vga 從sdram處讀的上半幀是新幀，而由於sdram快取的下半幀還沒有被 ov5640 寫完，vga 從sdram處讀的下半幀還是老幀。示意圖如下所示，紅線為寫，黑線為讀。
將上述 5 幀影象生成的時間點編號為 t1、t2、t3、t4、t5。在 t1、t3、t5 時刻影象都是殘缺幀（新老幀參半），在 t2、t4 時刻影象才是完整的一幀，而 vga 那邊可不管，每個時間點都會要一幀影象，這就是錯幀現象。而解決錯幀現象的方法則是桌球操作。
三、桌球操作
1、桌球操作原理
桌球操作，使用兩個快取區，寫快取區 1 時讀快取區 2，寫快取區 2 時讀快取區 1，讀寫交替。示意圖如下，紅線為寫，黑線為讀。
由示意圖可以看出，桌球操作中，每次讀的（黑線）都是完整的幀，每一幀讀 2 次，這樣便沒有出現讀殘缺幀的現象，解決了錯幀問題。
2、桌球操作設計
在上述設計中，由於寫讀速率為1:2，所以寫一幀讀兩幀即可，但是很多時候寫讀速率的比例是其他數值，那怎麼辦呢？
（1）寫端在快取區1寫完一幀資料就切換到快取區2寫下一幀，寫完後又切換回快取區1寫再下一幀，如此反覆。
（2）讀端在快取區2讀完一幀：
①如果寫端仍然在快取區1，則讀端不切換快取區，而是繼續在快取區2重讀一幀。
②如果寫端離開了快取區1，即切換到快取區2了，說明寫端已經在快取區1寫完了，則讀端可以切換到快取區1。這樣就能保證讀端每次讀的都是完整的幀，就算有一小段時間是讀寫端都在同乙個快取區，但是由於寫慢讀快，寫是不會追上讀的，讀還是能讀完舊幀，之後舊幀才被新幀覆蓋。
寫慢讀快這樣設計就行，那如果寫快讀慢呢？其實也是一樣的思想，反過來即可。無論誰快誰慢，都是快端照顧慢端，即慢端一幀結束就離開自身快取區到另一快取區。快端則一幀結束後，先檢測慢端是否離開自身快取區，是則切換過去，否則不切換過去，而是重新在自身快取區再工作一幀。示意圖如下所示：
3、sdram桌球操作
用兩片sdram來進行桌球操作有些太浪費了，可以直接利用sdram裡面的bank進行桌球操作即可。雖然讀寫只有一根匯流排，但是sdram時鐘高，讀寫足夠快，可以滿足桌球操作的需求。具體實現可以看這篇部落格《ddr2（5）：ddr2自動讀寫控制器》，雖然是 ddr2，但道理是一樣的。
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