Classification et connaissances de base d'interface de caméra

Classification et connaissances de base d'interface de caméra

1. Introduction au principe de travail de la caméra

1. structure
2. principe de fonctionnement
Après les passages légers externes par la lentille, il est filtré par le filtre de couleur et puis irradié sur la surface de capteur. Le capteur convertit la lumière transmise de la lentille en signal électrique, et puis la convertit en signal numérique par l'ANNONCE interne. Si le capteur n'intègre pas DSP, il sera transmis à la bande de base par DVP, et le format de données actuellement est des DONNÉES BRUTES. Si DSP est intégré, des données de DONNÉES BRUTES sont traitées par AWB, matrice de couleur, ombrage de lentille, gamma, acuité, les EA et De-bruit, et puis données de production dans le format de YUV ou de RVB.
En conclusion, l'unité centrale de traitement l'enverra au framebuffer pour l'affichage, de sorte que nous puissions voir la scène capturée par la caméra.
3. YUV et YCbCr.

D'une façon générale, la caméra se compose principalement de lentille et de capteur IC. Un certain capteur IC sont intégrés avec DSP, et certains ne sont pas, mais ils ont besoin également du traitement externe de DSP. En termes de subdivision, le dispositif de caméra comprend les pièces suivantes :

1) la lentille (lentille) généralement, la structure de lentille de la caméra se compose de plusieurs lentilles, qui sont divisées en lentille en plastique (en plastique) et lentille en verre (verre).

2) le Senor de capteur (capteur d'image) est un genre de puce de semi-conducteur, là sont deux types : CCD (dispositif couplé par charge) qui est l'abréviation du dispositif couplé par charge et du CMOS de CMOS (CMOS). Le capteur convertit la lumière transmise de la lentille en signal électrique, et puis la convertit en signal numérique par l'ANNONCE interne. Depuis chaque pixel du capteur peut seulement être sensible à la lumière de R ou la lumière de B ou la lumière de G, chaque pixel stocke une couleur simple actuellement, que nous appelons des données de DONNÉES BRUTES. Afin de reconstituer les données de DONNÉES BRUTES de chaque pixel à trois couleurs primaires, l'ISP est exigée pour traiter.

Note :

Le capteur de CCD, le signal de charge est transmis d'abord, puis a amplifié, et puis A/D, avec la qualité élevée de représentation, sensibilité élevée, bonne résolution, à faible bruit ; vitesse de traitement lente ; coût élevé et processus complexe.

Le capteur de CMOS, le signal de charge est amplifié d'abord, puis A/D, et ensuite transmis ; la qualité de représentation a la basse sensibilité et le bruit évident ; la vitesse de traitement est rapide ; le coût est bas, et le processus est simple.

3) ISP (traitement des signaux d'image) il complète principalement le traitement des images numériques, et convertit les données brutes rassemblées par le capteur en format soutenu par l'affichage.

4) CAMIF (contrôleur de caméra) le circuit d'interface de caméra sur la puce commande le dispositif, reçoit les données rassemblées par le capteur et les envoie à l'unité centrale de traitement, et les envoie à l'affichage à cristaux liquides pour l'affichage.

Comme le RVB, YUV est l'un des modèles de couleur utilisés généralement dans l'espace chromatique, et les deux peuvent être convertis en l'un l'autre. Dans YUV, Y représente la luminance, et U et V représentent le chrominance. Comparé au RVB, il a l'avantage de prendre moins d'espace. YCbCr fait partie de la recommandation d'ITU-R BT601 pendant le développement de la norme visuelle d'organisation de Digital du monde, et est réellement une reproduction mesuré et de compensation de YUV. Parmi eux, Y a la même signification que Y dans YUV, Cb et Cr se rapportent également pour colorer, mais ils sont différents de la manière de l'expression. Dans la famille de YUV, YCbCr est le membre le plus très utilisé dans le système informatique, et ses champs d'application sont très larges. JPEG et MPEG tous adoptent ce format. La majeure partie du YUV du lequel les gens parlent se rapporte à YCbCr. YCbCr a beaucoup de formats de échantillonnage, tels que le 4:4 : 4, 4:2 : 2, 4:1 : 1 et 4:2 : 0.

2. la classification d'interface de caméra

Les types communs sont MIPI, DVP et interface d'interface d'usb

La limite de PCLK de l'autobus de DVP est environ 96M, et la longueur des traces ne devrait pas être trop longue. Le taux maximum de tout le DVPs mieux est commandé en-dessous de 72M, ainsi la disposition de carte PCB sera meilleure. La vitesse d'autobus de MIPI est juste quelque cent M, et elle est couplée par l'interface de lvds. Les traces doivent être de longueur égale dans le différentiel, et l'attention devrait être prêtée à la protection, ainsi les conditions pour les traces de carte PCB et le contrôle d'impédance sont plus hautes. D'une façon générale, le pclk de 96M est la limite de DVP, une fois dans une équipe pour faire l'équipement d'acquisition d'image de multi-caméra, connexion d'autobus de DVP. Quelques personnes qui ne comprennent pas la technologie pour continuer la poussée. Je dis que c'est interférence de câblage de matériel. Je suis coincé sur quels signaux de commande à vitesse réduite comme I2C sont interférés. J'avais observé l'oscilloscope pendant plusieurs jours. Le conducteur réduit le débit d'images de PCLK pour l'obtenir fait.
1) DVP est un port parallèle, qui exige PCLK, VSYNC, HSYNC, D [0h11] - il peut être les données 8/10/12bit, selon si l'ISP ou la bande de base les soutient ;
MIPI est LVDS (signalisation différentielle de basse tension), une porte série différentielle de basse tension. Ayez besoin seulement de CLKP/N, DATAP/N - la ruelle jusqu'à 4, la ruelle de soutien généralement 2 peut être faite.

2) L'interface de MIPI a moins de lignes que l'interface de DVP. Puisque c'est un signal différentiel de basse tension, l'interférence produite est petite, et la capacité anti-parasitage est également forte. Sur cela, des interfaces de DVP sont limitées en termes d'intégrité du signal et taux limités. 500W peut à peine employer DVP, 800W et surtout employer l'interface de MIPI.

Note (type d'interface d'affichage à cristaux liquides) :

La principale différence entre l'interface de Mipi et l'interface de LVDS (voici le type d'interface d'écran d'affichage à cristaux liquides) :
1. l'interface de LVDS est seulement employée pour transmettre les signaux vidéo, MIPI DSI peut non seulement transmettre les signaux vidéo, mais transmet également des commandes de contrôle ;
2. L'interface de LVDS convertit principalement des signaux de RVB TTL en signaux de LVDS dans le format de SPWG/JEIDA pour la transmission, alors que l'interface de MIPI DSI transmet les signaux vidéo et les paramètres exigés pour le contrôle d'écran selon des ordres de poignée de main et des règles spécifiques d'instruction.
L'écran d'affichage à cristaux liquides a RVB TTL, LVDS, les interfaces de MIPI DSI, qui sont différentes du type (type) du signal et du contenu du signal.
Le type de signal de l'interface de RVB TTL est niveau de TTL, le contenu du signal est RGB666 ou RGB888, aussi bien que ligne et synchronisation et horloge de champ ;
Le type de signal d'interface de LVDS est signal de LVDS (paire différentielle de basse tension), et le contenu du signal est les données de RVB aussi bien que la ligne et la synchronisation et l'horloge de champ ;
Le type de signal d'interface de MIPI DSI est signal de LVDS, et le contenu du signal est des données de flux vidéo et des commandes de contrôle.

Signal périodique :

L'interface série (interface série) se rapporte à la transmission séquentielle des données peu à peu. La communication de distance, mais la vitesse de transmission est plus lente.
L'interface série, la méthode de communication dans laquelle les données d'une information sont transmises peu à peu dans l'ordre s'appelle la communication périodique. Les caractéristiques de communication périodique sont : la transmission bit par informations, transmission est effectuée dans l'ordre mordu, au moins seulement une ligne de transmission peut être accomplie ; le coût est bas mais la vitesse de transmission est lente. La distance de communication périodique peut être de plusieurs mètres à plusieurs kilomètres ; selon la direction de la transmission de l'information, la communication périodique peut être encore divisée en trois types : recto, semi-duplex et duplex.

Les caractéristiques de communication périodique sont : la transmission des bits d'informations est effectuée dans l'ordre mordu.

Signal gauche parallèle :

L'interface parallèle se rapporte à une norme d'interface qui emploie la transmission en parallèle pour transmettre des données. Du registre de données parallèle le plus simple ou de la puce consacrée de circuit intégré d'interface telle que 8255, 6820, etc., à l'interface parallèle plus complexe de SCSI ou d'ide, il y a des douzaines de types. Les caractéristiques d'interface d'une interface parallèle peuvent être décrites de deux aspects : 1. La largeur de la voie de transmission de données transmise en parallèle, également connu sous le nom de nombre de peu transmis par l'interface ; 2. La ligne ou l'interaction de contrôle supplémentaire d'interface coordonnait des caractéristiques parallèles de transmission de données du signal. La largeur des données peut être de 1 à 128 bits ou plus larges, et le plus utilisé généralement est 8 bits, qui peuvent transmettre 8 bits d'informations à la fois par l'interface. L'interface parallèle la plus utilisée généralement dans l'informatique est la soi-disant interface de LPT. Le port parallèle est 8 ruelles qui peuvent transmettre 8 données de bits (un octet) en même temps.

Ce n'est pas que le port parallèle est rapide. En raison de l'interférence mutuelle (interférence) entre les canaux à 8 bits, la vitesse de transmission est limitée, et la transmission est à erreurs enclines. Les portes série ne s'y mêlent pas les uns avec les autres.
Signal différentiel :

(Signal différentiel de mode : si double l'entrée, la différence de phase des deux signaux est de 180 degrés)

La soi-disant transmission différentielle signifie que les amplitudes transmises par l'expéditeur sur les deux lignes sont égales, et les phases sont vis-à-vis des signaux électriques, suivant les indications de la figure suivante :

Pour le mauvais côté, les deux ont reçu des signaux sont soustraits pour obtenir un signal dont l'amplitude est doublée. Le principe anti-brouillage est : si les deux signaux sont reçus dans la même direction (la même direction et la même amplitude), on éliminera fondamentalement le signal d'interférence parce que le mauvais côté exécute la soustraction traitant sur les signaux ligne du deux reçus. C'est-à-dire, un amplificateur différentiel a besoin seulement de quelques millivolts d'amplitude efficace de signal à l'entrée, mais il peut être indifférent aux signaux de commun-mode jusqu'à quelques volts.

Ainsi comment pouvons-nous nous assurer que les signaux d'interférence reçus par les deux lignes sont dans la phase et l'amplitude autant que possible ? Une méthode est de tordre les deux fils ensemble, qui est le soi-disant « twisted pair », parce qu'il y a un théorème électromagnétique : il peut rapprocher que les signaux d'interférence reçus par le twisted pair sont pendant la mêmes phase et égal dans l'amplitude, ainsi le signal différentiel davantage est employé pour signaler pour une raison. En raison d'anti-parasitage fort.

Pour des ingénieurs de carte PCB, la plupart de souci est comment s'assurer que ces avantages du cheminement différentiel sont entièrement utilisés dans le cheminement réel. Ceux qui ont pu avoir été exposés à la disposition comprendront les conditions générales du câblage différentiel, c.-à-d., « longueur égale, distance égale ». La longueur égale est de s'assurer que les deux signaux différentiels toujours maintiennent des polarités opposées et réduisent le composant commun de mode ; la distance égale est principalement de s'assurer que l'impédance différentielle des deux est cohérente et réduit la réflexion. « Aussi l'étroit que le principe possible » est parfois un des conditions du cheminement différentiel.

5. Introduction à DSI
1. DSI est un genre d'interface expansible de ruelle, ruelles de 1 données de l'horloge Lane/1-4
• Les périphériques conformes de DSI soutiennent le mode de fonctionnement 1 ou 2 de base :
• Mode commande (semblable à l'interface de MPU)
• Mode de vidéo (semblable à l'interface de RVB) - doit employer le mode ultra-rapide pour transmettre des données, soutient la transmission de données dans 3 formats
• Mode d'impulsion de synchronisation de Non-éclat
• Mode synchrone d'événement de Non-éclat
• Mode continu
• Mode de transfert :
• Mode de signalisation ultra-rapide
• Mode de signalisation de basse puissance - la seule ruelle 0 de données est employée (l'horloge est XORed par DP, DN).
• Type de vue
• Cadre court : 4 octets (de fixe)
• Long cadre : 6~65541 octets (variable)