一、双目视觉智能平台概述
双目视觉智能平台以双路CMOS传感器IMX214+XC7Z100FPGA为基础,支持双路1080P60fs视频输入,ZYNQFPGA支持FPGA预处理和双ARM计算。软件支持双目摄像头采集及QT图像显示,ARM接口管理及丰富的图像处理软件。
FMC双目MIPI模块FL0214为MIPI接口的2路1300万像素的CMOS摄像头模块。FL0214模块带有2个MIPI接口的摄像头模组,摄像头模组采用的是索尼(SONY)公司的CMOS感光芯片IMX214,摄像头高分别率为4224(水平)x3120(垂直)。摄像头的MIPI信号通过MC20901芯片转换为LVDS信号到FMC接口供FPGA采样。
模块有一个标准的LPC的FMC接口,用于连接FPGA开发板,FMC的连接器型号为:ASP_134604_01
2.1FL0214模块的参数说明
以下为FL0214双目MIPI摄像头模块的详细参数:
CMOS感光芯片:SONYIMX214
输出分别率:13Mega-Pixel(4208×3120)@30fps,4K2K@30fps,1080p@60帧;
图像输出格式:RAW10/8,COMP8/6;
调焦距离:10CM~无穷大
调焦方式:电机马达自动调焦;
可视角度:80.7°±3°(Diag)
摄像头输出:CSI-2串行数据输出(MIPI4Lane,兼容D-PHY标准V1.1)
摄像头配置接口:I2C;
MC20901驱动芯片:电平转换(MIPID-PHY->LVDS):
工作温度:-20°~65°;
2.2FL0214模块的结构图
FL0214双目MIPI摄像头尺寸结构图
2.3FL0214模块原理框图
FL0214模块的原理设计框图如下:
关于IMX214摄像头和MIPID-PHY芯片的电路具体参考设计请参考摄像头的资料和芯片手册。
2.4模块FMCLPC的引脚分配:
下面只列了电源和接口的信号,GND的信号没有列出,具体用户可以参考原理图。
PinNumber | SignalName | Description |
C35 | +12V | 12V电源输入 |
C37 | +12V | 12V电源输入 |
D32 | +3.3V | 3.3V电源输入 |
C34 | GA0 | EEPROM地址位0位 |
D35 | GA1 | EEPROM地址位1位 |
D9 | CSI1_CMOS_LP_CLK_N | 第一路摄像头CMOS时钟负极输出 |
D8 | CSI1_CMOS_LP_CLK_P | 第一路摄像头CMOS时钟正极输出 |
G16 | CSI1_CMOS_LP0_N | 第一路摄像头CMOSLANE0数据负极输出 |
G15 | CSI1_CMOS_LP0_P | 第一路摄像头CMOSLANE0数据正极输出 |
G13 | CSI1_CMOS_LP1_N | 第一路摄像头CMOSLANE1数据负极输出 |
G12 | CSI1_CMOS_LP1_P | 第一路摄像头CMOSLANE1数据正极输出 |
G19 | CSI1_CMOS_LP2_N | 第一路摄像头CMOSLANE2数据负极输出 |
G18 | CSI1_CMOS_LP2_P | 第一路摄像头CMOSLANE2数据正极输出 |
G10 | CSI1_CMOS_LP3_N | 第一路摄像头CMOSLANE3数据负极输出 |
G9 | CSI1_CMOS_LP3_P | 第一路摄像头CMOSLANE3数据正极输出 |
G7 | CSI1_LVDS_CLK_N | 第一路摄像头LVDS时钟负极输出 |
G6 | CSI1_LVDS_CLK_P | 第一路摄像头LVDS时钟正极输出 |
H14 | CSI1_LVDS_HS0_N | 第一路摄像头LVDSLANE0数据负极输出 |
H13 | CSI1_LVDS_HS0_P | 第一路摄像头LVDSLANE0数据正极输出 |
H11 | CSI1_LVDS_HS1_N | 第一路摄像头LVDSLANE1数据负极输出 |
H10 | CSI1_LVDS_HS1_P | 第一路摄像头LVDSLANE1数据正极输出 |
H17 | CSI1_LVDS_HS2_N | 第一路摄像头LVDSLANE2数据负极输出 |
H16 | CSI1_LVDS_HS2_P | 第一路摄像头LVDSLANE2数据正极输出 |
H8 | CSI1_LVDS_HS3_N | 第一路摄像头LVDSLANE3数据负极输出 |
H7 | CSI1_LVDS_HS3_P | 第一路摄像头LVDSLANE3数据正极输出 |
G21 | CSI1_OTP_B | 第一路摄像头编程接口 |
D26 | CSI1_RST_N | 第一路摄像头复位信号输入 |
D21 | CSI2_CMOS_LP_CLK_N | 第二路摄像头CMOS时钟负极输出 |
D20 | CSI2_CMOS_LP_CLK_P | 第二路摄像头CMOS时钟正极输出 |
G34 | CSI2_CMOS_LP0_N | 第二路摄像头CMOSLANE0数据负极输出 |
G33 | CSI2_CMOS_LP0_P | 第二路摄像头CMOSLANE0数据正极输出 |
G28 | CSI2_CMOS_LP1_N | 第二路摄像头CMOSLANE1数据负极输出 |
G27 | CSI2_CMOS_LP1_P | 第二路摄像头CMOSLANE1数据正极输出 |
G37 | CSI2_CMOS_LP2_N | 第二路摄像头CMOSLANE2数据负极输出 |
G36 | CSI2_CMOS_LP2_P | 第二路摄像头CMOSLANE2数据正极输出 |
G25 | CSI2_CMOS_LP3_N | 第二路摄像头CMOSLANE3数据负极输出 |
G24 | CSI2_CMOS_LP3_P | 第二路摄像头CMOSLANE3数据正极输出 |
C23 | CSI2_LVDS_CLK_N | 第二路摄像头LVDS时钟负极输出 |
C22 | CSI2_LVDS_CLK_P | 第二路摄像头LVDS时钟正极输出 |
H29 | CSI2_LVDS_HS0_N | 第二路摄像头LVDSLANE0数据负极输出 |
H28 | CSI2_LVDS_HS0_P | 第二路摄像头LVDSLANE0数据正极输出 |
H26 | CSI2_LVDS_HS1_N | 第二路摄像头LVDSLANE1数据负极输出 |
H25 | CSI2_LVDS_HS1_P | 第二路摄像头LVDSLANE1数据正极输出 |
H32 | CSI2_LVDS_HS2_N | 第二路摄像头LVDSLANE2数据负极输出 |
H31 | CSI2_LVDS_HS2_P | 第二路摄像头LVDSLANE2数据正极输出 |
H23 | CSI2_LVDS_HS3_N | 第二路摄像头LVDSLANE3数据负极输出 |
H22 | CSI2_LVDS_HS3_P | 第二路摄像头LVDSLANE3数据正极输出 |
C27 | CSI2_OTP_B | 第二路摄像头编程接口 |
D27 | CSI2_RST_N | 第一路摄像头复位信号输入 |
D14 | FMC_CSI1_SCL | 第一路摄像头IIC总线时钟 |
D15 | FMC_CSI1_SDA | 第二路摄像头IIC总线数据 |
H37 | FMC_CSI2_SCL | 第二路摄像头IIC总线时钟 |
H38 | FMC_CSI2_SDA | 第二路摄像头IIC总线数据 |
C34 | GA0 | EEPROM的I2C地址0 |
D35 | GA1 | EEPROM的I2C地址1 |
C30 | SCL | EEPROM的I2C时钟 |
C31 | SDA | EEPROM的I2C数据 |
G39 | VADJ | VADJ电源输入 |
H40 | VADJ | VADJ电源输入 |
三、硬件资源2-基于XC7Z100的图像处理底板
1.1主要性能和优势
使用Zynq-7000SoC对嵌入式应用进行快速原型设计以实现优化
硬件、设计工具、IP、以及预验证参考设计
演示嵌入式设计,面向视频通道
存储接口
1GBDDR3组件存储
1GBDDR3SODIM存储器
支持包含DualARMCortex-A9核处理器的嵌入式处理
使用10-100-1000MbpsEthernet(RGMII)开发网络应用
使用HDMI输出实现视频显示应用
扩展I/O,包含FPGAMezzanineCard(FMC)接口
四、软件资源
软件支持:
支持从microSD卡加载ubuntu系统
支持利用QSPI模式配置程序
支持外接HDMI连接显示器,并支持键盘,鼠标等外接设备进行演示
支持Msata存储设备,支持高速数据存储功能(SATA存储单独定制开发)
平台引入了Xilinx公司的SDSoC™开发工具,提供了嵌入式C/C++应用开发体验,包括了EclipseIDE和完整的设计环境,支持Zynq®AllProgrammableSoC开发,同时集成了Vivado设计环境。
FMC上接高速ADC,DAC子卡,CameraLink子卡等,进行功能扩展以及客户的定制需求,并可提供演示程序
五、双目视觉案例
在VIVADO软件开发环境里下载双目测试例程到开发板,我们可以通过开发板的HDMI输出接口显示双目的视频图像到HDMI显示器上,
单个视频显示效果如下:
双目视觉显示效果:
审核编辑:黄飞
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