【博文连载】SCCB（I2C）初始化时序介绍

在正式开始OV7725视频采集实现之前，Bingo不得不先讲解一下OV7725的寄存器配置接口。OV7725上电会默认输出YUV422格式的视频流，但我们希望传感器能够按照我们预期的模式工作，我们需要配置分辨率，配置内部时钟，配置亮度、色差、3A参数等。因此我们需要一个接口，来完成OV7725寄存器的配置——这就是SCCB接口，即Serial Camera Control Bus，串行相机控制总线。

OV7725的SCCB总线，实际上就是我们常用的I2C通信总线，这在前文已经提到过，只不过OmniVision针对Camera的控制，专门提供了一个术语。OV7725的SCCB接口有两个信号，即时钟信号SCL、数据信号SDA。OV7725通过这两个信号，完成寄存器的配置，实现预期配置的视频流输出。

Bingo曾在2012年的时候写过《从零开始走进OV7670世界》，详细的介绍了OV7725的SSCB（I2C）接口的HDL初始化，介绍了CMOS视频数据的采集，同时介绍了YUV2RGB等内容。由于OV7760与OV7725属于OmniVision的同系列数字相机，驱动方式与时序完全一样，因此SCCB总线的初始化可以参照该手册。I2C/SCCB总线制方式简单，器件封装形式小，主要有一下几个特点：

(1) I2C总线只需要两条总线：一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL

(2) I2C总线不需要片选就可以实现多个设备的链接，并且通过从机为唯一地址识别器件，通过地址的响应，完成每一个器件的配置

(3) I2C是一个真正的多主机总线，如果多个主机同时初始化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏

(4) 串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s

(5) 连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制

官方手册给出了SCCB总线8Bit数据串行发送的时序图，如下图所示（其中SCCB_E作为I2C的使能信号，类似于SPI总线的CS信号，这里我们不需要关心）：

SCCB总线通过串行方式发送8Bit数据，先发送MSB，再发送LSB，与SPI总线协议的数据发送很类似（除了不需要SPI_CS）。在发送完8Bit数据后，通过器件的响应信号，完成一次数据的传输。

很久前在《从零开始走进OV7670世界》中，Bingo移植并优化了Terasic的I2C控制器；但是可读性和bug实在太多，因此后面花了九牛二虎之力，自己大淘了一套I2C读写代码，每一个代码都经过苛刻的追求，无数次Modelsim+CMOS测试（虽然完美是没有极限的）。在没个Sensor采集工程中的cmos_i2c_oVxxxx，均可找到i2c_timing_ctrl.v文件，该模块完整的描述了I2C时序，实现了CMOS Sensor的SCCB寄存器读写功能。详情请仔细分析i2c_timing_ctrl.v文件，Bingo在状态机的基础上完美的实现了I2C总线时序的封装，接口及例化如下所示：

从接口例化中可见，Bingo还额外的为OV7725 SCCB初始化配套的设计了寄存器接口，如下表所示（部分参照了Terasic的代码）：