天天看點

海思3518E開發筆記4.2——sensor資料互動接口(MIPI、LVDS、DVP并口),以AR0130和OV9712為例前言DVP(并口)LVDSMIPI(MIPI-CSI2)總結

目錄

  • 前言
  • DVP(并口)
  • LVDS
  • MIPI(MIPI-CSI2)
  • 總結

前言

攝像頭是一個獨立的晶片,和主要晶片是弧線獨立的,兩者通過接口進行互動,互動的資訊有控制信号和資料信号

控制信号常用I2C、SPI,I2C用的最多

資料信号常用的有MIPI、LVDS、HISPI、并口

本文主要介紹資料互動接口

DVP(并口)

以AR0130為例

海思3518E開發筆記4.2——sensor資料互動接口(MIPI、LVDS、DVP并口),以AR0130和OV9712為例前言DVP(并口)LVDSMIPI(MIPI-CSI2)總結

控制信号通過I2C兩根總線進行傳遞

時鐘信号通過

SENSOR_CLK

傳遞,對AR0130來說它是輸入線,對HI3518E來說是輸出線

通過時鐘控制同步異步是非常常見的,通過時鐘控制,可以讓從裝置工作在主裝置的CLOCK之下。

如果沒有CLC,那麼雙方就是異步通信的。比如序列槽沒有CLC,就是異步通信的;SPI就是同步通信的。

注意,這個SENSOR_CLK和I2C的CLC無關

資料引腳在圖檔右側。

由于引腳是複用的,于是在VIU功能以外還被用作其他功能。(可以看到左邊寫的是MIPIxxxxx)。

可以看到資料通信線有12根,可以看出AR0130是一個12位資料并行口。采集到的圖像資訊就是通過這12根線傳過來的

下面還有三根信号線。是對于AR0130是輸出引腳,對于hi3518E是輸入引腳。

這15根就是AR0130輸出給hi3518E的。

VIU_HS、VIU_VS,是AR0130給HI3518E的,用于行同步和場同步。

  • SENSOR_CLK是HI3518E給AR0130,讓AR0130内部CPU運作的時鐘信号。
  • VIU_CLK是跟圖像有關的時鐘信号

以上就是以AR0130為例,介紹的并口sensor

為什麼叫bin口?

資料線有多根并行的就叫并口,所有采用并口的sensor都是類似的。

下面看一下OV9712,它的資料線是從2-11,一共10根,10位并行口,大體和AR0130一緻

海思3518E開發筆記4.2——sensor資料互動接口(MIPI、LVDS、DVP并口),以AR0130和OV9712為例前言DVP(并口)LVDSMIPI(MIPI-CSI2)總結

并口傳輸的是CMOS電平信号(重點是非差分)

并口的sensor屬于比較低端老舊的,新型高像素的都是MIPI/LVDS/HISPI等差分信号的

差分信号與單端信号

LVDS

Low Voltage Differential Signal(低電壓差分信号)

電壓很低,1v左右,消耗資源少,差分信号保證抗幹擾能力。

LVDS的接口和并口的不太一樣,沒有I2C、CLK

接口由1組差分clock和若幹組差分信号線組成,既然有CLK,那麼LVDS就是同步信号

LVDS的控制信号和資料信号複用接口,CLK是用于同步。既然是複用的,LVDS的協定中也一定有區分控制信号和資料信号的方法。

LVDS主要用于視訊傳輸的兩個領域:

  • camera和主要——視訊采集
  • LCD和主要——視訊顯示

視訊采集和視訊顯示是互相可逆的過程,技術、難點也是類似的。

LVDS利用差分抗幹擾能力,提升clock頻率進而提升貸款,傳輸舉例也更遠

LVDS的時鐘頻率可以非常高,但是并口的不行,HI3518E手冊中如下

海思3518E開發筆記4.2——sensor資料互動接口(MIPI、LVDS、DVP并口),以AR0130和OV9712為例前言DVP(并口)LVDSMIPI(MIPI-CSI2)總結

頻率越高幹擾就嚴重,排線就不能太長,長了視訊變形嚴重

由于LVDS頻率可以很高的特點,即使LVDS隻有兩組信号線,那也可以比12線并口的傳輸速率高

LVDS本身支援多種設定,資料線組數不固定

資料線組數越多帶寬(同時間傳輸的資料量)越大

clock頻率越高帶寬越大(犧牲抗幹擾和距離)

并口和LVDS之間可以互轉,但是需要專門的電平轉換晶片,類似232和485。一般不會這麼幹,這樣會明顯增加成本

MIPI(MIPI-CSI2)

LVDS的sensor存在但是不是非常常用,一般MIPI接口的sensor會用的比較多

Mobile Industry Processor Interface(移動工業處理器接口)

MIPI是由ARM和一系列手機公司成立的聯盟,目的是為了将手機内部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等标準化,進而減少手機設計的複雜程度和增加設計靈活性,增加相容性。

MIPI中,比較成熟的接口有DSI(顯示器接口)和CSI(攝像頭接口)。對于我個人而言,要研究的就是攝像頭接口,業内常用的是CSI2

  • MIPI-CSI2是手機主要和外部錄影機連接配接的方式
  • MIPI-DSI2是手機主要和LCD螢幕連接配接的方式
    海思3518E開發筆記4.2——sensor資料互動接口(MIPI、LVDS、DVP并口),以AR0130和OV9712為例前言DVP(并口)LVDSMIPI(MIPI-CSI2)總結
    如圖右上角所示
    海思3518E開發筆記4.2——sensor資料互動接口(MIPI、LVDS、DVP并口),以AR0130和OV9712為例前言DVP(并口)LVDSMIPI(MIPI-CSI2)總結
    如上圖,
  • 應用層隻關心資料怎麼傳輸
  • 協定層關心資料傳輸遵守什麼樣的協定

    如這一幀是I幀還是P幀,大端還是小端,就在這裡定。

    MIPI接口的協定層就定了1組差分CLOCK和1-4組差分信号線組成,而LVDS沒有非常明确的規定,MIPI一定再1-4組之内

  • Lane管理,關心具體資料如何在1-4條差分信号線中配置設定
  • PHY Layer關心具體布線

MIPI和LVDS雖然都是差分對信号,但是不相容,不能直接對接

相較于LVDS,MIPI的架構層次更分明,廣泛應用再手機平闆等領域中,可以認為MIPI是LVDS的更新版

MIPI的資料線組數越多帶寬(同時間傳輸的資料量)越大

clock頻率越高帶寬越大(犧牲抗幹擾和距離)

DVP(并口)和LVDS和MIPI,兩兩之間可以互轉,但是需要專門的電平轉換晶片。一般不會這麼幹,這樣會明顯增加成本

總結

  • 老舊的、低端的、資料量小的就用單端信号(DVP(并口))
  • 新的、高端的、資料量大的都用差分信号(LVSD、MIPI)

稍微複雜的通信協定,實體層、協定層、應用層都得對接才行

比如MIPI的架構就非常複雜,LVDS的層次就沒那麼多,他們就不能直接對接。

再比如USB、ethernet結構就非常複雜,如果雙方的層次不能對上就無法直接對接

于是有些公司就會專門去出這樣的電平轉換晶片專門對接