FPGA(Nexys4 DDR)を使ってCMOSカメラ(OV7670)の画像をVGA出力する
CMOSカメラ(OV7670)をFPGA評価ボード(Nexys4 ddr)に繋いでVGAで出力する．
ソースコードはここ
https://github.com/okchan08/OV7670
にある．Vivado 2017.2で作成したプロジェクトである．
Nexys4ボードにはPmod端子が付いているので，そこにカメラモジュールを繋ぐ．
OV7670を写真のようにボードに接続した．
このページにあるOV7670のタイミングチャートを示す．
HREFがHighの時にD[7:0]がValidとなる．カメラからのデータは1Byteずつ送られてくる．1画素あたりは2Byteなので，受信にはplkcで2クロック必要となる．
カメラの画像は(VGAモードの場合)640×480のサイズとなる．HREFはカメラ画像の横ライン1本，つまり640画素が送られてくる間Highとなっている．
ライン1本が終わったらHREFは一旦Lowになり，何クロックかののち再びHighになりデータが送られてくる．
これを480本分繰り返し，画面1個分のデータ送信が完了する．1画面分完了したことを表す信号がVSYNCである．VSYNCがHighになることで1画面分の送信完了を示す．VSYNCは何クロックかののちにLowになり，再び画像の送信が開始される．OV7670ではこれを延々と繰り返している．
したがってカメラ画像をキャプチャーするには，VSYNCがHigh→LowになりHREFがHighになった瞬間を見つけ，そこから画素1個，2個…と数えつつデータを受信すれば良い．
キャプチャーしたデータはBRAMに保存される．VGA表示回路はBRAMのデータを順次読み出し，画面表示信号として出力する．VGA表示回路は1920*1080サイズのモニターに出力することを想定している．モニターの大きさに合わせて適宜パラメータを変更する必要がある．
Camera_controllerモジュールではOV7670に搭載されたレジスタにi2c通信で値を書き込み，カメラの設定をしている．
実際にカメラの映像を表示して見た結果を示す．
Nexys4のVGAはRGBともに4bitずつしか出力できないらしいので，少し色味がおかしくなっている．
