RK3576 ক্যামেরা সেন্সর সামঞ্জস্যতা গাইড: হার্ডওয়্যার ডিজাইনের আগে যা নিশ্চিত করা আবশ্যক

RK3576 প্ল্যাটফর্মে ক্যামেরা সেন্সর নির্বাচন এবং হার্ডওয়্যার ডিজাইনের জন্য, স্কিমেটিক কাজ শুরু করার আগে কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় চূড়ান্ত করা আবশ্যক। এই সিদ্ধান্তগুলি সরাসরি ছবি গুণগত মান এবং হার্ডওয়্যার ডিজাইনের বাস্তবায়নযোগ্যতাকে প্রভাবিত করে।

RK3576 সিএসআই/ফিজিক্যাল লেয়ার এবং আইএসপি সীমাবদ্ধতা

RK3576 একটি নমনীয় ক্যামেরা ইন্টারফেস আর্কিটেকচার প্রদান করে, কিন্তু কনফিগারেশনটি প্রকল্পের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী শুরু থেকেই পরিকল্পনা করা হতে হবে।

ইন্টারফেস সমর্থন: সিস্টেম-অন-চিপ (SoC) মিপি সিএসআই-২ এবং ডিভিপি ক্যামেরা ইন্টারফেস উভয়ই সমর্থন করে, যেখানে বর্তমান ডিজাইনগুলিতে মিপি সিএসআই-২ প্রধান সুবিধা প্রদান করে।

RK3576 একটি সি/ডি-ফিজিক্যাল লেয়ার ইন্টারফেস প্রদান করে যার মধ্যে সর্বোচ্চ চারটি লেন রয়েছে, এবং দুটি ডি-ফিজিক্যাল লেয়ার ইন্টারফেস রয়েছে। উপলব্ধ ফিজিক্যাল লেয়ার সম্পদগুলিকে দুটি ৪-লেন ডি-ফিজিক্যাল লেয়ার পোর্ট অথবা চারটি ২-লেন ডি-ফিজিক্যাল লেয়ার পোর্ট হিসাবে কনফিগার করা যায়। এটি বহু-ক্যামেরা ডিজাইনকে সম্ভব করে তোলে, যেমন নিরাপত্তা এবং রোবটিক্স অ্যাপ্লিকেশনে সাধারণত ব্যবহৃত হয় এমন বহু-দৃশ্য সিস্টেমগুলি।

নোটস:

• বহু-ক্যামেরা ডিজাইনের জন্য, PHY এবং লেন সম্পদগুলি আগেভাগেই বরাদ্দ করুন। একটি একক সেন্সর দুটি PHY-এর মধ্যে বিস্তৃত হতে পারে না।
• RK3576-এর একটি CSI পোর্ট C-PHY বা D-PHY হিসাবে কনফিগার করা যায়। D-PHY মোডে, এটি প্রতি লেনে সর্বোচ্চ ৪.৫ Gbps সমর্থন করে; C-PHY মোডে, এটি প্রতি ট্রিওয়ে ২.৫ Gsps পর্যন্ত সমর্থন করে। অবশিষ্ট D-PHY চ্যানেলগুলি প্রতি লেনে সর্বোচ্চ ২.৫ Gbps সমর্থন করে। একটি ব্যবহারিক হার্ডওয়্যার ডিজাইনে প্রায় ২০% ব্যান্ডউইথ রিজার্ভে রাখা উচিত। যখন কার্যকরী ডেটা হার ইন্টারফেসের সীমা নিকটবর্তী হয় বা অতিক্রম করে, তখন ক্ষতিগ্রস্ত ফ্রেম, ফ্রেম ড্রপ এবং অন্যান্য ছবি-সংক্রান্ত ত্রুটি ঘটার সম্ভাবনা বেড়ে যায়।
• SoC-টি পুরনো ধরনের, নিম্ন-রেজোলিউশন সেন্সরের জন্য সমান্তরাল DVP ক্যামেরা ইন্টারফেসও সমর্থন করে। যেহেতু DVP এবং MIPI ফাংশনগুলি কিছু পিন শেয়ার করে, তাই সম্পদ সংঘাত এড়াতে পিন বরাদ্দ আগেভাগেই চূড়ান্ত করা আবশ্যিক।

RK3576 ISP-এর বিশেষকরণ এবং প্রক্রিয়াকরণ সীমা

• RK3576-এ একটি একক হার্ডওয়্যার ISP ইঞ্জিন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা সর্বোচ্চ ১৬ মেগাপিক্সেল পর্যন্ত ছবি প্রক্রিয়াকরণ এবং সর্বোচ্চ ১২০ ডিবি পর্যন্ত HDR গতিশীল পরিসর সমর্থন করে। তবে, বহু-ক্যামেরা সিস্টেমে একাধিক RAW স্ট্রিমকে ISP-এর মধ্য দিয়ে পাঠানোর ফলে সম্মিলিত রেজোলিউশন এবং কার্যকর ফ্রেম হার উভয়ই ISP-এর ক্ষমতা এবং MIPI CSI-2 গ্রহণ ব্যান্ডউইডথ দ্বারা সীমিত হয়। যদি সেন্সরগুলি সরাসরি YUV আউটপুট করে এবং ISP-কে বাইপাস করে, তবে প্রধান সীমাবদ্ধতাগুলি MIPI ইন্টারফেস ব্যান্ডউইডথ এবং মেমরি ব্যান্ডউইডথ-এ স্থানান্তরিত হয়।

বহু-ক্যামেরা কনফিগারেশনের উদাহরণ: ১টি ৮ মেগাপিক্সেল (৩০ fps-এ ৪K) + ২টি ২ মেগাপিক্সেল (৩০ fps-এ ১০৮০p)।

• বহু-ক্যামেরা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ফ্রেম সিঙ্ক্রোনাইজেশন সম্পর্কে শুরুতেই সিদ্ধান্ত নেওয়া প্রয়োজন। বহু-দৃশ্য ক্যাপচার এবং স্টেরিও রেঞ্জিং-এর জন্য হার্ডওয়্যার VSYNC সিঙ্ক্রোনাইজেশন প্রয়োজন হতে পারে। নিশ্চিত করুন যে হার্ডওয়্যার সিঙ্ক্রোনাইজেশন সক্রিয় করা হবে কিনা এবং SoC-এ পরিকল্পিত ক্যামেরা সংখ্যার জন্য যথেষ্ট বাহ্যিক ট্রিগার পিন রয়েছে কিনা।

সেন্সর নির্বাচন চেকলিস্ট

• আউটপুট ইন্টারফেস এবং মোড: MIPI CSI-2 অথবা DVP নিশ্চিত করুন, এবং MIPI লেন সংখ্যা (১, ২ অথবা ৪ লেন) নির্ধারণ করুন।
• তথ্য বিন্যাস: RK3576 প্ল্যাটফর্মে, VICAP ইনপুট RAW, RGB888 এবং নির্বাচিত YUV ফরম্যাটগুলি সমর্থন করে। অন্তর্নির্মিত ISP RAW ডেটা প্রক্রিয়া করে এবং এটিকে ডাউনস্ট্রিম পাইপলাইনের জন্য YUV-এ রূপান্তর করে। সরাসরি ধরা রাখা RGB এবং YUV স্ট্রিমগুলি ISP-এর মধ্য দিয়ে যায় না।
• রেজোলিউশন এবং ফ্রেম হার: প্রতিটি আলাদা সেন্সরের প্রয়োজনীয়তা পরীক্ষা করুন, তারপর একাধিক ক্যামেরা একসাথে চালানোর সময় সংমিশ্রিত অপারেটিং মোডটি যাচাই করুন। মোট কাজের ভার ISP-এর রিয়েল-টাইম প্রক্রিয়াকরণ সীমার মধ্যে থাকতে হবে।
• পাওয়ার-রেল সামঞ্জস্যতা: একটি সাধারণ সেন্সর তিনটি পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করে—AVDD (অ্যানালগ সার্কিট্রির জন্য), DVDD (ডিজিটাল কোরের জন্য) এবং DOVDD (ইনপুট/আউটপুট ভোল্টেজ লেভেলের জন্য)। RK3576 MIPI PHY-এ ১.৮ ভোল্ট স্থির পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করা হয়, তাই সাধারণত ১.৮ ভোল্ট সেন্সর DOVDD-ই পছন্দনীয়। যদি সেন্সরের DOVDD লেভেল হোস্ট I2C ইনপুট/আউটপুট লেভেলের সঙ্গে মেল না খায়, তবে নিম্ন-গতির নিয়ন্ত্রণ বাসে একটি লেভেল শিফটার যোগ করা যেতে পারে। উচ্চ-গতির MIPI ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালগুলিতে বাইরের লেভেল শিফটার স্থাপন করা যাবে না। হার্ডওয়্যারটি সেন্সর নির্মাতার নির্দিষ্ট পাওয়ার-আপ ও পাওয়ার-ডাউন ক্রম অনুসরণ করতে হবে। সফটওয়্যার ইনিশিয়ালাইজেশন সেই ক্রমের উপর নির্ভরশীল; ভুল সময়সূচী সেন্সরের ইনিশিয়ালাইজেশন বা ছবি উৎপাদন বাধা দিতে পারে। AVDD, DVDD এবং DOVDD-তে শীর্ষ কারেন্টের পরিমাণও গণনা করতে হবে, যাতে প্রতিটি অনবোর্ড LDO-র যথেষ্ট ক্যাপাসিটি এবং ডিজাইন মার্জিন থাকে।
• নিয়ন্ত্রণ বাস: সেন্সরটির I2C ঠিকানা নিশ্চিত করুন। বহু-ক্যামেরা সিস্টেমের ক্ষেত্রে, ডুপ্লিকেট ঠিকানাগুলি কীভাবে পরিচালনা করা হবে তা পরিকল্পনা করুন—যেখানে সমর্থিত, সফটওয়্যারে ঠিকানা পরিবর্তন করে অথবা বাইরের I2C সুইচ ব্যবহার করে।
• ঘড়ি ইনপুট: RK3576 একাধিক স্বাধীনভাবে কনফিগারযোগ্য সেন্সর MCLK আউটপুট প্রদান করে। প্রতিটি ঘড়ি অভ্যন্তরীণ SoC ঘড়ি উৎস থেকে উৎপন্ন হয় এবং মাল্টিপ্লেক্সড GPIO-এর মাধ্যমে সেন্সরে পাঠানো হয়; প্রতিটি আউটপুট আলাদাভাবে সক্রিয় করা ও কনফিগার করা যায়। একটি MCLK-এর সাধারণ সফটওয়্যার-কনফিগারযোগ্য পরিসর হলো ৬ থেকে ৪৮ মেগাহার্জ। যদি কোনো সেন্সর ঐ পরিসরের বাইরে ঘড়ি প্রয়োজন করে, তবে একটি নির্দিষ্ট বাহ্যিক অসিলেটর ব্যবহার করুন। বহু-ক্যামেরা ডিজাইনগুলিকে পিন-মাল্টিপ্লেক্সিং সংঘাতের জন্যও পরীক্ষা করতে হবে।
• বিদ্যুৎ ও তাপীয় ডিজাইন: উচ্চ-রেজোলিউশন ও উচ্চ-ফ্রেম-রেট সেন্সরগুলি অধিক বিদ্যুৎ গ্রহণ করে। হার্ডওয়্যার চূড়ান্ত করার আগে বোর্ড-স্তরের বিদ্যুৎ লোড এবং পণ্যের তাপীয় পথ মূল্যায়ন করুন।
• লেন্স, আইআর-কাট ফিল্টার এবং ইলুমিনেটর নিয়ন্ত্রণ: প্রতিটি প্রয়োজনীয় অ্যাকচুয়েটর এবং ড্রাইভারের জন্য যথেষ্ট জিপিও সম্পদ উপলব্ধ আছে কিনা তা নিশ্চিত করুন।
• এইচডিআর মোড সামঞ্জস্যতা: আরকে৩৫৭৬ ডিওএল এইচডিআর, স্ট্যাগার্ড এইচডিআর এবং মাল্টি-ফ্রেম এইচডিআর সমর্থন করে। কোনো সেন্সর নির্বাচন করার আগে নিশ্চিত করুন যে তার এইচডিআর ডেটা ফরম্যাট এবং টাইমিং আরকে৩৫৭৬ আইএসপি এবং ভিক্যাপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

যেখানে সম্ভব, প্ল্যাটফর্ম কমিউনিটি বা মডিউল সরবরাহকারী দ্বারা ইতিমধ্যে যাচাইকৃত কোনো সেন্সর দিয়ে শুরু করুন। এটি ড্রাইভার বিকাশ এবং ব্রিং-আপ ঝুঁকি উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দিতে পারে।

আমরা যেসব সেন্সর ইতিমধ্যে ইন্টিগ্রেট করেছি তার মধ্যে রয়েছে সোনি আইএমএক্স৪১৫ (৮ এমপি), আইএমএক্স৫৬৬ (৮ এমপি), আইএমএক্স৬৭৮ (৮ এমপি), আইএমএক্স৪৬৪ (৪.১ এমপি), আইএমএক্স৬৬২ (২ এমপি), এবং অনসেমি এআর০২৩৪ (২.৩ এমপি) এবং ওএমএনআইভিশন ওজি০২সি১বি (২ এমপি)। যদি আপনার প্রকল্পে অন্য কোনো ইমেজ সেন্সর প্রয়োজন হয়, তবে কাস্টম ইন্টিগ্রেশন এবং টিউনিং নিয়ে আলোচনা করতে [email protected]এ যোগাযোগ করুন।

পিসিবি ডিজাইনের প্রধান বিষয়গুলি

• MIPI CSI রাউটিং: ডিফারেনশিয়াল ইম্পিড্যান্স ১০০ ওহম ±১০% এ নিয়ন্ত্রণ করুন। প্রতিটি ডিফারেনশিয়াল জোড়ের মধ্যে P/N দৈর্ঘ্যের অসামঞ্জস্য ৫ মিল-এর কম রাখুন এবং একই CSI পোর্টের মধ্যে লেন-টু-লেন অসামঞ্জস্য ২০০ মিল-এর কম রাখুন। MIPI সিগন্যালগুলি হাই-স্পিড ক্লক, DDR এবং হাই-কারেন্ট পাওয়ার ট্রেস থেকে দূরে রাখুন। রেফারেন্স প্লেনের বিভাজনের উপর দিয়ে এগুলি রাউট করবেন না। ট্রেসগুলি যতটা সম্ভব ছোট রাখুন, পছন্দনীয়ভাবে ১৫ সেমি-এর কম; রাউট যত বেশি দীর্ঘ হবে, ততই স্থিতিশীলভাবে সর্বোচ্চ ডেটা রেট বজায় রাখা কঠিন হবে।
• MCLK একটি হাই-স্পিড সিঙ্গেল-এন্ডেড ক্লক। MIPI ডিফারেনশিয়াল জোড়গুলি থেকে দূরত্ব বজায় রাখুন এবং ক্রসটক কমানোর জন্য দীর্ঘ সমান্তরাল রান এড়িয়ে চলুন।
• হাই-স্পিড MIPI রাউটগুলি সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই এবং DDR বাস সহ শক্তিশালী নোইজ সোর্স থেকে দূরে রাখুন এবং যেখানে লেআউট প্রয়োজন করে, সেখানে ভালো শিল্ডিং এবং গ্রাউন্ডিং প্রদান করুন।
• পাওয়ার ফিল্টারিং: প্রতিটি সেন্সর সাপ্লাই পিনের কাছাকাছি ০.১ মাইক্রোফ্যারাড এবং ১ মাইক্রোফ্যারাড ডিকাপলিং ক্যাপাসিটর স্থাপন করুন। AVDD-এ ফেরাইট বিড যোগ করে অ্যানালগ রেইলকে ডিজিটাল সার্কিটের শব্দ থেকে আলাদা করা যেতে পারে।
• উচ্চ ফ্রেম রেটে কাজ করা উচ্চ-রেজোলিউশন সেন্সরগুলি বেশ কিছু শক্তি বিলোপ করতে পারে। তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে ছবির শব্দ বাড়তে পারে এবং রঙের সরণ ঘটতে পারে, তাই হার্ডওয়্যার ডিজাইনের সময় তাপীয় সমাধানের মূল্যায়ন করা উচিত—ব্রিং-আপের পরে নয়।
• পিন-মাল্টিপ্লেক্সিং পর্যালোচনা: MIPI, DVP, I2C, MCLK এবং GPIO এসাইনমেন্টগুলির সমস্ত শেয়ার্ড-ফাংশন সংঘাত পরীক্ষা করুন।

সফটওয়্যার এবং ইমেজ-প্রসেসিং পাইপলাইন

• হার্ডওয়্যার অ্যাক্সেলারেশন: RK3576-এ RGA ২ডি গ্রাফিক্স অ্যাক্সেলারেটর অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা ইমেজ ফরম্যাট রূপান্তর (যেমন, YUV থেকে RGB), স্কেলিং এবং রোটেশনের মতো অপারেশনগুলির জন্য ব্যবহার করা হয়। CPU-ভিত্তিক প্রসেসিংয়ের পরিবর্তে RGA ব্যবহার করলে CPU লোড উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায় এবং এটি ৩০ fps-এ ১০৮০p-এর মতো স্থিতিশীল উচ্চ-ফ্রেম-রেট অপারেশন বজায় রাখতে গুরুত্বপূর্ণ।
• এনপিইউ ডেটা-ফ্লো পরিকল্পনা: যখন একটি এআই মডেল আরকে৩৫৭৬-এর অন্তর্নির্মিত ৬ টপস এনপিইউ-তে চালানো হয়, তখন একটি সাধারণ পথ হলো ক্যামেরা ক্যাপচার, আইএসপি প্রসেসিং, আরজিএ ফরম্যাট রূপান্তর ও স্কেলিং, এনপিইউ ইনফারেন্স এবং ডিসপ্লে আউটপুট। সিস্টেম ডিজাইনের সময় প্রতিটি পর্যায়ের ল্যাটেন্সি মূল্যায়ন করা উচিত যাতে সম্পূর্ণ পণ্যটি তার রিয়েল-টাইম লক্ষ্য পূরণ করতে পারে।

নিম্নলিখিত রেফারেন্স কনফিগারেশনগুলি দেখায় যে কীভাবে উপলব্ধ ক্যামেরা ইন্টারফেসগুলি কয়েকটি সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বরাদ্দ করা যেতে পারে।