基于FPGA的攝像機(jī)傳感器接口實(shí)現(xiàn)

　基于FPGA的串行傳感器橋接參考設(shè)計(jì)示例

　　一個(gè)實(shí)際例子是，針對(duì)Aptina Imaging的HiSPi串行接口至TI DSP并行接口的橋接，LatticeXP2-5非易失性FPGA提供了高效、具有成本效益的解決方案，如圖4所示。

圖4 基于FPGA的串行傳感器橋接參考設(shè)計(jì)示例

　　該參考設(shè)計(jì)在輸入端用HiSPi串行接口，在輸出端用TI TMS320DM3X5連接至Aptina傳感器。*估硬件已測(cè)試了Aptina的A-1000傳感器MT9M034/MTM024和MT9J003。該參考設(shè)計(jì)支持分組（Packetized）和Streaming SP HiSPi格式：1-4通道運(yùn)行速度高達(dá)每通道700Mbps。它還模擬并行傳感器輸出，輸出總線寬度為8、10、12、14或16位。并行接口可配置為1.8V、2.5V或3.3V LVCMOS電平。參考設(shè)計(jì)的模塊圖如圖5所示。

圖5 參考設(shè)計(jì)的模塊圖

　　FPGA在傳感器接口橋接上的挑戰(zhàn)

　　可編程邏輯作為圖像傳感器和ASSP之間的橋接面臨三個(gè)方面的挑戰(zhàn)。首先，F(xiàn)PGA必須為接口信號(hào)提供電信號(hào)支持。第二，F(xiàn)PGA的I/O必須有足夠的gearing邏輯來(lái)支持快速串行傳感器接口。第三，F(xiàn)PGA必須提供符合成本效益的非常小的外形尺寸，以適應(yīng)現(xiàn)代攝像機(jī)對(duì)于緊湊外形的要求。

　　具有完備子LVDS文檔支持的LatticeXP2非易失FPGA系列已被證實(shí)解決了圖像傳感器橋接的電氣需求。集成PLL、專(zhuān)用時(shí)鐘沿和I/O gearing邏輯解決了高速串行傳感器接口。最后，萊迪思半導(dǎo)體（Lattice）的 XP2提供了具有成本效益的8×8mm面積。此外，由于其非易失的特性，LatticeXP2系列器件無(wú)需外部引導(dǎo)PROM，從而進(jìn)一步節(jié)省了電路板空間，這使得他們成為傳感器接口的具有吸引力的可編程邏輯平臺(tái)。圖像信號(hào)處理（ISP）IP的可用性也使更大型的LatticeXP2器件可提供各種功能，如傳感器數(shù)據(jù)線性化、傳感器寄存器編程、去Bayering、有缺陷的像素校正、伽瑪校正和每個(gè)色通道高達(dá)24位的簡(jiǎn)單HDR。