[發(fā)明專(zhuān)利]一種適用于二維條碼解碼芯片的芯片架構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310162318.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103279776A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚洪舟;陳榮軍;李偉健;鐘秀媚;劉松勁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06K17/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K17/00;G06F9/44
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明;林偉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及條碼識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于二維條碼的解碼芯片架構(gòu)。

背景技術(shù)

條碼識(shí)別技術(shù)是在計(jì)算機(jī)應(yīng)用和實(shí)踐中產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)。條碼識(shí)別技術(shù)因其輸入速度快、準(zhǔn)確度高、技術(shù)成本低、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于物流、運(yùn)輸、電子商務(wù)、郵政、圖書(shū)管理等領(lǐng)域。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，條碼識(shí)別技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)之一，勢(shì)必在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中繼續(xù)發(fā)揮重大的作用。

目前主流的條碼識(shí)別技術(shù)主要包括一維條碼（或稱(chēng)條形碼）及二維條碼。傳統(tǒng)的條形碼，通過(guò)寬度記錄數(shù)據(jù)，而其長(zhǎng)度則沒(méi)有記載數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量少且缺少“容錯(cuò)機(jī)制”。

二維條碼(2-Dimensional?Bar?Code)識(shí)別技術(shù)是在條形碼基礎(chǔ)上擴(kuò)展的一種可讀性條碼識(shí)別技術(shù)。二維條碼識(shí)別技術(shù)，在條形碼識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用黑白圖形矩陣表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)，通過(guò)相應(yīng)的編碼技術(shù)組成二維的矩陣圖案，用戶(hù)可以使用掃描設(shè)備掃描圖案并解碼獲取其存儲(chǔ)的信息。相對(duì)于傳統(tǒng)的條形碼識(shí)別技術(shù)，二維條碼技術(shù)是條碼識(shí)別技術(shù)發(fā)展史上的又一里程碑，在技術(shù)方面，二維條碼譯碼可靠性更高，信息糾錯(cuò)能力更強(qiáng)，且可引入加密機(jī)制提高保密性；在應(yīng)用方面，二維條碼應(yīng)用范圍更廣，信息存儲(chǔ)容量更大，能夠存儲(chǔ)多種語(yǔ)言文字、圖像聲音等信息。

目前，二維條碼技術(shù)的應(yīng)用主要有兩種，一是軟件解碼應(yīng)用、一是終端解碼應(yīng)用。軟件解碼廣泛應(yīng)用于移動(dòng)應(yīng)用，使用者可以使用軟件對(duì)二維條碼進(jìn)行解碼，從而獲得條碼信息；終端解碼廣泛應(yīng)用于物流、運(yùn)輸、票務(wù)等領(lǐng)域，使用者通過(guò)使用二維條碼解碼終端對(duì)二維條碼進(jìn)行解碼及數(shù)據(jù)通信，例如市面上常見(jiàn)的物流數(shù)據(jù)采集器、抄表設(shè)備、檢票機(jī)、PDA等。

傳統(tǒng)的二維條碼解碼終端采用的是基于嵌入式平臺(tái)的軟件解碼方案，使用ARM或DSP搭建嵌入式平臺(tái)，通過(guò)采集攝像模塊的圖像數(shù)據(jù)，利用軟件進(jìn)行圖像處理及解碼運(yùn)算，通過(guò)串口或者USB口輸出解碼數(shù)據(jù)。該解決方案研發(fā)難度低，研發(fā)周期短。然而，該解決方案受限于處理器運(yùn)算性能及軟件算法優(yōu)化程度，處理速度慢、系統(tǒng)功耗高、集成度低及生產(chǎn)成本高。在二維條碼應(yīng)用越來(lái)越廣泛的大背景下，傳統(tǒng)的軟件解碼方案顯然滿(mǎn)足不了二維條碼發(fā)展的需求，限制了二維條碼技術(shù)的發(fā)展。

基于上述原因，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采取基于大規(guī)模集成電路的硬件解碼方式是二維條碼解碼終端的發(fā)展方向。集成電路(IC,?Integrated?Circuit)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。亟需通過(guò)設(shè)計(jì)專(zhuān)用于二維條碼解碼的集成電路（即芯片），以便提高處理速度、提高系統(tǒng)集成度、降低系統(tǒng)功耗及降低成本，使得二維條碼解碼過(guò)程能快速、順利地進(jìn)行，使二維條碼識(shí)別技術(shù)能得到更廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種處理速度快、系統(tǒng)功耗低、集成度高及生產(chǎn)成本低的適用于二維條碼解碼的芯片架構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種適用于二維條碼解碼芯片的芯片架構(gòu)，其包括：

GRLIB庫(kù)：用于搭建基于Leon3處理器的片上系統(tǒng)，包括以下模塊，Leon3處理器、JTAG調(diào)試鏈、調(diào)試支持單元、AHB總線控制器、內(nèi)存控制器、SVGA控制器、AHB/APB總線橋、中斷控制器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串口控制器、通用輸入/輸出設(shè)備；

AMBA總線架構(gòu)：用于連接及組織芯片內(nèi)部各模塊；

自定義IP內(nèi)核：包括以下模塊，攝像頭接口模塊、數(shù)據(jù)流控制模塊、QR碼解碼模塊、系統(tǒng)配置寄存器組。

攝像頭接口模塊主要負(fù)責(zé)圖像的預(yù)覽及圖像數(shù)據(jù)的保存，其主要包括：I2C攝像頭配置模塊、LED輔助光源模塊、控制寄存器模塊、圖像數(shù)據(jù)捕獲模塊、圖像數(shù)據(jù)整合模塊、VGA控制模塊及SDRAM控制模塊。

I2C攝像頭配置模塊：主要負(fù)責(zé)對(duì)攝像頭進(jìn)行參數(shù)配置，包括分辨率、幀頻、白平衡、曝光補(bǔ)償及數(shù)據(jù)輸出格式；

LED輔助光源模塊：通過(guò)GPIO口驅(qū)動(dòng)外圍LED電路作為輔助光源，以測(cè)試及調(diào)試光照效果；

控制寄存器模塊：用于配置及控制攝像頭接口模塊，包括cam_ctrl,?KEY,?SW三組寄存器，Cam_ctrl寄存器置于系統(tǒng)控制寄存器組中，掛載在APB總線上，系統(tǒng)通過(guò)APB總線對(duì)寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，從而配置及控制攝像頭接口模塊；