CN106027860B - 一种用于***头接口的重映射电路及应用方法 - Google Patents
一种用于***头接口的重映射电路及应用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于***头接口的重映射电路及应用方法,主要针对不同接口类型和引脚顺序的***头与图像处理板的电气连接方式,属于光电成像领域。本发明主要包括***头连接器,FPGA/CPLD单元,多路模拟通道开关以及图像处理板连接器。本发明可实现与各种接口类型的***头和图像处理核心连接,通用性强;可以现场在线配置接口的映射关系,灵活性强;可以通过并联的方式,在图像处理板接口上挂载多个不同接口类型的***头进行图像采集,易于集成和产品模块化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于***头接口的重映射电路及应用方法,主要针对不同接口类型和引脚顺序的***头与图像处理板的电气连接方式,属于光电成像领域。
背景技术
***头以体积小、成像质量高、模块化强等优点,已广泛应用于机器视觉、智能监控、无人车导航等相关领域。在数字化图像采集***设计中,***头接口电路设计是图像采集***设计中的重要环节,主要功能是用于连接图像传感器与图像处理***。目前常规的***头接口可分为两类:一类以低速并行数字接口为代表,如数字视频接口DVP(Digital Video Portal),此类接口传输图像时通过同步信号线和并行像素数据线配合完成,具有调试简单,连接方便的特点,但并行信号线在信号同步和信号完整性方面存在限制,导致其传输速率和带宽不高,无法传输800万像素及以上的图像数据,因此通常作为500万像素及以下的***头接口;另一类以高速串行数字接口为代表,如移动产业处理器接口MIPI(Mobile Industry Processor Interface),此类接口传输图像时通过多组低压差分线传输时钟和像素信息,相比于并口传输,此类接口线束较少,传输速率和带宽有明显提升,并且抗干扰能力较强,但其调试和传输控制较为复杂,因此通常作为500万像素及以上的***头接口。以上两类接口仅适用于单摄像头或同类型多摄像头与采集板连接。但随着图像采集要求的不断提高,新型数字图像采集***,需要同时支持多种接口类型的摄像头进行现场快速连接,而传统接口方案由于电路布局布线限制,难以满足此灵活连接的需求。因此,提出一种用于多种接口类型的摄像头现场快速连接方案十分迫切。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统接口方案灵活性不足的问题,提出了一种用于***头接口的重映射电路及应用方法。
本发明是通过如下技术方案实现的。
一种用于***头接口的重映射电路,主要包括:***头连接器,FPGA/CPLD单元,多路模拟通道开关以及图像处理板连接器。所述***头连接器分别与FPGA/CPLD单元和多路模拟通道开关的输入端直接电气连接,所述图像处理板连接器与FPGA/CPLD单元与多路模拟通道开关的输出端直接电气连接。
其中:
***头连接器:用于***头与重映射接口电路的电气连接。
FPGA/CPLD单元:用于***头数字接口的重映射,将摄像头数字引脚重新映射到用户自定义的数字接口,并且控制多路模拟通道开关的选通。
多路模拟通道开关:用于***头模拟接口的重映射,将摄像头模拟引脚重新映射到用户自定义的模拟接口。
图像处理板连接器:用于重映射后引脚与图像处理板的电气连接。
一种用于***头接口的重映射电路的应用方法,包括以下步骤:
步骤S0、将重映射电路板上电,通过FPGA/CPLD单元和多路模拟通道开关的工作指示电路,判断FPGA/CPLD以及多路模拟通道开关工作是否正常,若正常,用户确认后跳转到步骤S1;
步骤S1、根据***头数字接口引脚定义,对FPGA/CPLD单元进行配置,将对应的数字接口映射到用户自定义的数字接口,完成后跳转到步骤S2。
步骤S2、将S1中相关数字接口输入端接电源输出端接地,通过各数字线路上的指示LED,判断数字接口映射关系是否正确,若正确,用户确认后跳转到步骤S3。
步骤S3、根据***头模拟接口引脚定义,通过对FPGA/CPLD的配置,实现对多路模拟通道开关的通道选通,将对应的模拟接口映射到用户自定义的模拟接口,完成后跳转到步骤S4。
步骤S4、将S3中相关模拟接口输入端接电源输出端接地,通过各模拟线路上的指示LED,判断模拟接口映射关系是否正确,若正确,用户确认后跳转到步骤S5。
步骤S5、分别将***头与图像处理板连接至重映射接口电路,完成***头接口的重映射以及与图像处理板的连接。
有益效果:
(1)***头接口的重映射电路,可实现与各种接口类型的***头和图像处理核心连接,通用性强。
(2)***头接口的重映射电路,可以现场配置接口的映射关系,灵活性强。
(3)***头接口的重映射电路,可以通过并联的方式,将多个不同接口类型的***头挂载在图像处理板接口上进行图像采集,易于集成和产品模块化。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的电路框图。
图2为本发明具体实施例的电路原理图。
图3为本发明具体实施方式的应用方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
一种用于***头接口的重映射电路,具体实施方式的电路框图如图1所示,包括:***头1,图像处理板3以及用于连接***头1与图像处理板3的重映射电路板2。
其中:
***头1,用于采集图像和视频流信息,包括摄像头数字接口11与摄像头模拟接口12。
图像处理板3,用于控制和处理摄像头数据,包括图像处理板数字接口31与图像处理板模拟接口32。
重映射电路板2,用于连接***头1与图像处理板3,包括***头连接器21,FPGA/CPLD单元22,多路模拟通道开关23,数字通道LED工作指示电路24,模拟通道LED工作指示电路25以及图像处理板连接器26。其中,***头连接器21,分别连接摄像头数字接口11与FPGA/CPLD单元22和摄像头模拟接口12与多路模拟通道开关23。FPGA/CPLD单元22,将摄像头数字接口11重新映射到用户自定义数字接口并与数字通道LED工作指示电路24连接,同时控制多路模拟通道开关23的通道选通。多路模拟通道开关23,将摄像头模拟接口12重新映射到用户自定义模拟接口并与模拟通道LED工作指示电路25连接。数字通道LED工作指示电路24,连接FPGA/CPLD单元22映射后的引脚与图像处理板连接器26,用于指示数字通道工作状态。模拟通道LED工作指示电路25,连接多路模拟通道开关23映射后的引脚与图像处理板连接器26,用于指示模拟通道工作状态。图像处理板连接器26,分别电气连接数字通道LED工作指示电路24与图像处理板数字接口31和模拟通道LED工作指示电路25与图像处理板模拟接口32,用于重映射后引脚与图像处理板3的电气连接。
一种用于***头接口的重映射电路,具体实施例的电路原理图如图2所示,包括:***头1,图像处理板3以及用于连接***头1与图像处理板3的重映射电路板2。
其中:
***头1,用于采集图像和视频流信息,包括摄像头数字接口11与摄像头模拟接口12。数字接口11包括行场同步接口、I2C/SCCB双向控制接口、像素数据接口以及芯片状态控制接口四类。模拟接口12包括数字电压接口、内核电压接口、模拟电压接口三类。
图像处理板3,用于控制和处理摄像头数据,包括:I2C/SCCB双向控制接口311,外部中断输入接口312,通用数字电平接口(GPIO)313,高速数据通道接口314,数字电压接口321,内核电压接口322,模拟电压接口323,数字控制核心(MCU)33,图像处理核心(ISP)34,以及外部稳压电源35和外部振荡源36。其中,I2C/SCCB双向控制接口311、外部中断输入接口312、通用数字电平接口(GPIO)313和高速数据通道接口314作为图像处理板3的数字通信接口。I2C/SCCB双向控制接口311、外部中断输入接口312以及通用数字电平接口(GPIO)313与数字控制核心33连接,高速数据通道接口314与图像处理核心34连接。数字控制核心33与图像处理核心34连接,互相传输状态控制信息。数字电压接口321,内核电压接口322,模拟电压接口323作为图像处理板3的模拟电源口,用于提供图像处理板及外部设备所需的数字电压(常用1.8V)、内核电压(常用1.5V)以及模拟电压(常用2.8V)。外部稳压电源35为图像处理板3提供所需电源能量,外部振荡源36为图像处理板3提供基准振荡源。
重映射电路板2,用于连接***头1与图像处理板3,包括***头连接器21,FPGA/CPLD单元222,FPGA/CPLD单元LED工作指示电路221,多路模拟通道开关232,多路模拟通道开关LED工作指示电路231,I2C/SCCB通道LED工作指示电路241,行场同步通道LED工作指示电路242,芯片控制通道LED工作指示电路243,像素数据通道LED工作指示电路244,数字电压LED工作指示电路251,内核电压LED工作指示电路252,模拟电压LED工作指示电路253以及图像处理板连接器26。
重映射电路板2中:
***头连接器21,分别连接摄像头数字接口11与FPGA/CPLD单元222和摄像头模拟接口12与多路模拟通道开关232。
FPGA/CPLD单元222,将摄像头数字接口11的各个引脚分别映射到设定好的I2C/SCCB通道接口、行场同步通道接口、芯片控制通道接口以及像素数据通道接口,并分别对应连接I2C/SCCB通道LED工作指示电路241、行场同步通道LED工作指示电路242、芯片控制通道LED工作指示电路243、像素数据通道LED工作指示电路244,此外控制多路模拟通道开关232的模拟通道选通,FPGA/CPLD单元222的工作状态在FPGA/CPLD单元LED工作指示电路221上进行显示。
多路模拟通道开关232,将摄像头模拟接口12的各个引脚分别映射到设定好的数字电压通道接口、内核电压通道接口以及模拟电压通道接口,并分别对应连接到数字电压LED工作指示电路251,内核电压LED工作指示电路252和模拟电压LED工作指示电路253,多路模拟通道开关232的工作状态在多路模拟通道开关LED工作指示电路231进行显示。
I2C/SCCB通道LED工作指示电路241,一方面用于指示该通道工作状态,一方面通过图像处理板连接器26,将FPGA/CPLD单元222映射后的I2C/SCCB接口与图像处理板3上的I2C/SCCB双向控制接口311进行连接。
行场同步通道LED工作指示电路242,一方面用于指示该通道工作状态,一方面通过图像处理板连接器26,将FPGA/CPLD单元222映射后的行场同步接口与图像处理板3上的外部中断输入接口312进行连接。
芯片控制通道LED工作指示电路243,一方面用于指示该通道工作状态,一方面通过图像处理板连接器26,将FPGA/CPLD单元222映射后的芯片控制接口与图像处理板3上的通用数字电平接口(GPIO)313进行连接。
像素数据通道LED工作指示电路244,一方面用于指示该通道工作状态,一方面通过图像处理板连接器26,将FPGA/CPLD单元222映射后的像素数据接口与图像处理板3上的高速数据通道接口314进行连接。
数字电压LED工作指示电路251,一方面用于指示该通道工作状态,一方面通过图像处理板连接器26,将多路模拟通道开关232映射后的数字电压接口与图像处理板3上的数字电压接口321进行连接。
内核电压LED工作指示电路252,一方面用于指示该通道工作状态,一方面通过图像处理板连接器26,将多路模拟通道开关232映射后的内核电压接口与图像处理板3上的内核电压接口322进行连接。
模拟电压LED工作指示电路253,一方面用于指示该通道工作状态,一方面通过图像处理板连接器26,将多路模拟通道开关232映射后的模拟电压接口与图像处理板3上的模拟电压接口323进行连接。
一种用于***头接口的重映射电路的工作原理为:上电后,先通过FPGA/CPLD单元工作指示电路以及多路模拟通道开关工作指示电路,判断FPGA/CPLD单元和多路模拟通道开关是否正常工作。若正常工作,则根据***头接口的引脚定义信息,对FPGA/CPLD单元和多路模拟开关进行配置,将对应的数字和模拟引脚映射至用户自定义引脚或接口,并根据各个通道上的指示电路判断映射关系是否正确。若映射关系正确,再将***头以及图像处理板与重映射电路进行连接,实现***头接口的重映射以及与图像处理板的连接。
一种用于***头接口的重映射电路的应用方法,其方法流程图如图3所示,按照以下步骤实施:
步骤S0、将重映射电路板上电,通过FPGA/CPLD单元和多路模拟通道开关的工作指示电路,判断FPGA/CPLD以及多路模拟通道开关工作是否正常,若正常,用户确认后跳转到步骤S1;
步骤S1、根据***头数字接口引脚定义,对FPGA/CPLD单元进行配置,将对应的数字接口映射到用户自定义的数字接口,完成后跳转到步骤S2。
步骤S2、将S1中相关数字接口输入端接电源输出端接地,通过各数字线路上的指示LED,判断数字接口映射关系是否正确,若正确,用户确认后跳转到步骤S3。
步骤S3、根据***头模拟接口引脚定义,通过对FPGA/CPLD的配置,实现对多路模拟通道开关的通道选通,将对应的模拟接口映射到用户自定义的模拟接口,完成后跳转到步骤S4。
步骤S4、将S3中相关模拟接口输入端接电源输出端接地,通过各模拟线路上的指示LED,判断模拟接口映射关系是否正确,若正确,用户确认后跳转到步骤S5。
步骤S5、分别将***头与图像处理板连接至重映射接口电路,完成***头接口的重映射以及与图像处理板的连接。
本发明可实现与各种接口类型的***头和图像处理核心连接,通用性强;可以现场在线配置接口的映射关系,灵活性强;可以通过并联的方式,在图像处理板接口上挂载多个不同接口类型的***头进行图像采集,易于集成和产品模块化。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于***头接口的重映射电路,其特征在于:包括***头连接器,FPGA/CPLD单元,多路模拟通道开关以及图像处理板连接器;所述***头连接器分别与FPGA/CPLD单元和多路模拟通道开关的输入端直接电气连接,所述图像处理板连接器与FPGA/CPLD单元与多路模拟通道开关的输出端直接电气连接;所述的FPGA/CPLD单元用于***头数字接口的重映射,将摄像头数字引脚重新映射到用户自定义的数字接口,并且控制多路模拟通道开关的选通,其中数字接口包括行场同步接口、I2C/SCCB双向控制接口、像素数据接口以及芯片状态控制接口;所述的多路模拟通道开关用于***头模拟接口的重映射,将摄像头模拟引脚重新映射到用户自定义的模拟接口,其中模拟接口包括数字电压接口、内核电压接口、模拟电压接口。
2.根据权利要求1所述的一种用于***头接口的重映射电路,其特征在于:所述的***头连接器用于***头与重映射接口电路的电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于***头接口的重映射电路,其特征在于:所述的图像处理板连接器用于重映射后引脚与图像处理板的电气连接。
4.一种用于***头接口的重映射电路的应用方法,其特征在于:包括步骤以下:
步骤S0、将重映射电路板上电,通过FPGA/CPLD单元和多路模拟通道开关的工作指示电路,判断FPGA/CPLD以及多路模拟通道开关工作是否正常,若正常,用户确认后跳转到步骤S1;
步骤S1、根据***头数字接口引脚定义,对FPGA/CPLD单元进行配置,将对应的数字接口映射到用户自定义的数字接口,完成后跳转到步骤S2;
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