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基于IMX214+ZYNQ XC7Z100的1080P双目视觉智能平台

星星科技指导员 来源:eetop 作者:orihard1 2024-01-09 11:03 次阅读

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。

二、硬件资源1FMC双目MIPI模块FL0214

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1608191002664445.gif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

1608191043794928.jpg

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:

1608191052607954.jpg

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

1608191086455183.jpg

1608191087354870.gif

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RS232连接计算机串口通信

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ADCDAC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,

1608191089542626.jpg

单个视频显示效果如下:

1608191090826430.jpg

双目视觉显示效果:

1608191091643636.jpg

审核编辑:黄飞

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