RK3576 камерийн сенсорын нийцтүүнхийн заавар: Төхөөрөмжийн дизайн хийх өмнө юуныг баталж авах вэ

Камераны сенсорыг сонгох болон RK3576 платформад харьяалагдах техник хангамжийн загварыг бүтээх үед схемын ажил эхлэхээс өмнө нийтдээ хүчтэй шийдвэрлэх ёстой хэдэн чухал цэг байдаг. Эдгээр шийдвэрүүд нь зургийн чанарын үзүүлэлт ба техник хангамжийн загварын гүйцэтгэх боломжид шууд нөлөөлдөг.

RK3576 CSI/PHY ба ISP-ийн хязгаарлалт

RK3576 нь хатуу камера интерфейсийн архитектурыг санал болгож буй, гэтэдүүр түүний тохиргоо нь төслийн шаардлагад тулгуурлан анхнаас төлөвлөн бүтээх ёстой.

Интерфейсийн дэмжлэл: SoC нь MIPI CSI-2 ба DVP камер интерфейсүүдийг хоёуланг нь дэмжин, гэтэдүүр одоогийн загваруудад MIPI CSI-2 илүү дэлгэрүүлж буй үндсэн давуу талыг санал болгож буй.

RK3576 нь дөрвөн лайн хүртэлх нэг C/D-PHY интерфейс ба хоёр D-PHY интерфейс санал болгож буй. Боломжит PHY нөөцүүд нь хоёр 4-лайн D-PHY порт юм уу дөрвөн 2-лайн D-PHY порт гэж тохируулагдаж болдог. Үүнээс гадна олон камер бүхий загваруудыг бүтээх боломжтой, түүнд хамаарах нь аюулгүй бүс ба робототехник хэрэглээсүүдэд түгээмүүр ашиглагдах олон үзүүрлэлт системүүд.

Тэмдэглэл:

• Олон камер бүхий загварын хувьд PHY ба лайн нөөцүүдийг үл хойшлуулан тодорхойлох ёстой. Нэг сенсор нь хоёр PHY-д хүрэх боломжгүй.
• Нэг RK3576 CSI порт-ын C-PHY эсвэл D-PHY гэж тохируулах боломжтой. D-PHY горимд түүний нүүр бүрт хамгийн ихдээ 4,5 Гбит/секунд, C-PHY горимд түүний трио бүрт хамгийн ихдээ 2,5 Гсэмп/секунд дамжуулалт хангагддаг. Үлдсэн D-PHY каналууд нь нүүр бүрт хамгийн ихдээ 2,5 Гбит/секунд дамжуулалт хангагддаг. Хэрэглээний хувьд харилцан үйлчилдэг техник дизайн нь нийт дамжуулалтын хүчин чадлын ойролцоогоор 20% хувиар нөөц үлдээх ёстой. Үйлчилдэг өгөгдлийн хурд интерфейсын хязгаарын утга рүү ойртох ёсгүй, түүнээс илүүр болох ёсгүй; ингэж хүртэл зурагт гажиг, зургийн алдагдал, бусад зургийн сүйрэлтүүд илүү магадлалтай болж ирдэг.
• SoC нь мөн үлдэгдэл, бага бүтэцтэй сенсоруудын хувьд параллель DVP камер интерфейсыг дэмжинэ. DVP ба MIPI функциональ шинжүүд нь зарим холбогч цавуудыг хуваалцдаг тул цавуудын хуваарилалт нь нөөцүүдийн хоорондын төвөгтөй бүтэц үүсэхийг саархуулахын тулд хангалттай өрнө үүрд хуваарилагдаж төлөвлөгдөх ёстой.

RK3576 ISP-ийн техник үзүүлэлтүүд ба боловсруулалтын хязгаарууд

• RK3576 нь дүрс боловсруулалт 16 МП хүртэл ба HDR динамик хүрээ 120 дБ хүртэл дэмжигч ганц харилцан үйлдэх ISP хөдөлгүүр агуулна. Гэтэд, олон камерат системд хэд хэдэн RAW урсгалыг ISP-р дамжуулах нь нийт бүтэн бүрдүүлэлт ба үр дүнд хүрсэн кадр хурдны хязгаарлалтыг ISP-н чадал ба MIPI CSI-2 хүлээн авах нөөц хүрээнд тавьж үлдээдэг. Хэрэв сенсорууд YUV гаралт үүсгэдэг ба ISP-г тойрдог бол гол хязгаарлалт MIPI интерфейс нөөц хүрээ ба санах ойн нөөц хүрээнд шилжинэ.

Жишээ олон камерат тохиргоо: 1×8 МП (30 к/с-д 4K) + 2×2 МП (30 к/с-д 1080p).

• Олон камерат хэрэглээсүүд нь мөн кадр хамтын цаг хувиргалтын тухайд өнгөц шийдвэр гаргахыг шаарддаг. Олон үзүүрлэлт бүрдүүлэлт ба стерео зай хэмжилт нь харилцан үйлдэх VSYNC хамтын цаг хувиргалтыг шаарддаг. Харилцан үйлдэх хамтын цаг хувиргалт идэвхжүүлэх үү, мөн SoC-н төлөвлөгдсөн камерийн тоо хүртэл гадаад триггер зүүнүүд хангалттай юу гэдгийг баталгаажуул.

Сенсор сонгох шалгах жагсаалт

• Гаралт интерфейс ба горим: MIPI CSI-2 юм уу DVP, мөн MIPI ланы тоо (1, 2 юм уу 4 лан) гэдгийг баталгаажуул.
• Өгөгдлийн формат: RK3576 платформ дээр VICAP оролт RAW, RGB888 болон сонгосон YUV форматыг дэмжинэ. Дотоод ISP RAW өгөгдлийг боловсруулж, доод урсгалын хоолойн хүрээнд YUV-р хөрвүүлнэ. Шууд бүүрдсэн RGB болон YUV урсгалууд ISP-д орж үл орно.
• Бүрдүүлэлт ба хүрээний давтамж: Тус тусад нь сенсорын шаардлагуудыг шалгаж, дараа нь хэд хэдэн камер зэрэг ажиллах үед нийт ажиллах горимыг баталгаажуулж. Нийт ачаалал ISP-н бодит цагт боловсруулалтын хязгаарын дотор үлдэх ёстой.
• Хүчдэлийн шинэлсгүүрт нийцүүр: Типичны сенсор гурван хүчдэлийн үүрд хэрэглэнэ: AVDD — аналог схемын хүчдэл, DVDD — цифровой төв хүчдэл, DOVDD — оролт/гаралт хүчдэлийн түвшин. RK3576 MIPI PHY нь тогтмол 1.8 В хүчдэлийн үүрд ашиглана, ийнхүү сенсорын DOVDD хүчдэл нь ерөнхийдөө 1.8 В-той нийцүүр байхыг зөвлөж буй. Хэрэв сенсорын DOVDD хүчдэлийн түвшин хост I2C оролт/гаралт хүчдэлийн түвшинтэй нийцүүр биш бол, бага хурдны уламжлалын шинэлсгүүр (level shifter) доод хурдны удирдлагын шинэлсгүүрт нэмж болой. Өндөр хурдны MIPI дифференциал дохионы дээр гадаад шинэлсгүүр бүү бүүрдүүл. Харилцан үйлдэх техник хангамж сенсорын үйлдвэрлэгчийн тодорхойлсон хүчдэл өгөх ба хүчдэл сугалж үйлдэх дарааллыг бүүрдүүлж буй. Программ хангамжийн анхны тохируулалт тухайн дарааллалд хамаарна; цаг хуваарийн алдаа сенсорын анхны тохируулалтыг саатуулж эсвэл зураг үүсгэх чадварыг хориглой. AVDD, DVDD ба DOVDD-д үүсгүүр хүчдэлийн оройн гүйдэл мөн тооцоолж буй, түүн дагуу бүүрдүүлж буй LDO-ны хүчдэлийн үүрд хангалттай чадвар ба загварлах хязгаар бүүрдүүлж буй.
• Хяналтын шинэс: Сенсорын I2C хаягийг баталгаажуул. Олон камерт системд давхардаж буй хаягүүдийг хэрхэн зохицуулах төлөвлөлт хий. Хэрэв программ хангамж нь дэмжинэ, түүнийг программаар өөрчлөх ёстой, эсвэл гадаад I2C солвер ашигла.
• Цагийн оролт: RK3576 нь хооронд нь тусдаа тохируулж болох олон сенсорын MCLK гаралтыг санал болгож буй. Хүртэлх цаг нь дотоод SoC цагийн үүсгүүрээс үүсдэг бөлгөөн гадаад GPIO-д дамжуулж, гаралт бүр тусдаа идэвхжүүлж, тохируулж болой. Нэг MCLK-ийн төвхөн программаар тохируулж болох хүрээ нь 6–48 МГц. Хэрэв сенсорын шаардлагад цагийн хүрээ нь түүнээс гадаа буй, түүнд тусгай гадаад цагийн үүсгүүр ашигла. Олон камерт дизайнд мөн холбогдох хөлдүүр холболтын зөрчилдүүдийг шалгаж үз.
• Хүч хангамж ба дулааны дизайн: Өндөр нарийн төвөгтэй, өндөр хүртэлх давтамжтай сенсорууд илүү их хүч хангамж хэрэглүүдэг. Харилцан холбогдох хавтасын хүч хангамжийн ачаалал ба бүтээдийн дулааны замыг харилцан холбогдох хавтасын төхөөрөмж бүтээдийн төлөвлөлтийн сүүлийн үед шалгаж үз.
• Линз, ИК-хасыртагч шүүртүүр ба гэрлэтүүр удирдлага: Бүх шаардлагатай актюатор ба драйверт хангалттай GPIO нөөц байгаа эсэхийг баталгаажуул.
• HDR горимын нийцэмж: RK3576 нь DOL HDR, стаггеред HDR ба олон-фрейм HDR-ийг дэмжинэ. Сенсор сонгохын өмнө түүний HDR өгөгдлийн формат ба цагтанийн RK3576 ISP ба VICAP-той нийцэмжтэй эсэхийг баталгаажуул.

Боломжтой бол, платформын нийтлэл юм уу модуль нийлүүлэгчдийн талд аль хойнох нь шалгаж баталгаажуулж бүүрдсэн сенсорын дээрх ажилд ор.

Бидний интеграци хийж бүүрдсэн сенсорууд: Sony IMX415 (8 МП), IMX566 (8 МП), IMX678 (8 МП), IMX464 (4.1 МП), IMX662 (2 МП), мөн onsemi AR0234 (2.3 МП) ба OMNIVISION OG02C1B (2 МП). Хэрэв таны төсөл өөр зургийн сенсор шаардаж буй, түүний хувийн интеграци ба тохируулалтын тухайд [email protected] хаяг руу харилцаа тави.

ПХБ дизайнд гол цэгүүд

• MIPI CSI-ийн замын төлөвлөлт: Дифференциал импедансыг 100 ом ±10% хүртэл хянах. Дифференциал хос бүр доторх P/N уртын зөрүүг 5 мил-с бага хадгалах, мөн ижил CSI порт доторх замуудын уртын зөрүүг 200 мил-с бага хадгалах. MIPI сигналын замуудыг өндөр хурдны цаг, DDR болон өндөр гүйдэлт нүүрэн шугамуудаас хол байлгах. Түүнчлэн, тулгуур хавтгай дээрх хагарлын дагуу замуудыг төлөплөхгүй. Замуудыг боломжит хамгийн богино хадгалах, үүнд 15 см-с бага байх нь дүрэм; зам урт бүрд надёжно хадгалж болох дата хурд хамгийн их утга багасна.
• MCLK нь өндөр хурдны ганц төгсгөлт цаг. MIPI дифференциал хосуудаас зайг хадгалах, мөн кросстолк-ыг багасгахын тулд урт параллель замуудыг сүүлд хийхгүй.
• Өндөр хурдны MIPI замуудыг шилжих хүчдлийн хангамж, DDR шинжүүрүүд зэрэг хүчтүү шуугиан үүсгүүрүүдээс хол байлгах, мөн төлөплөлт шаардаж буй газруудад сайн хамгаалалт болон газарлалт хийх.
• Хүчдэлийн шүүлт: 0.1 мкФ ба 1 мкФ-ийн таслалт конденсаторуудыг хүчдэлийн хоолойд ойрхон бүх сенсорын хүчдэлийн хөндлөнгөөс холбогдуул. Аналог хүчдэлийн шугамыг цифровой хэсгийн дуурайлтын нөлөөлөөс тусгаарлахын тулд AVDD-д феррит бөмбөлөг нэмж болно.
• Өндөр бүтэн хувьд ажилладаг өндөр хүрээний давтамжтай сенсорууд хүчдэлийг их хэмжээгүй харцуулж болно. Температур өсөх нь зургийн дуурайлтыг нэмж, өнгөний хазайлтыг үүсгэж болно, түүнд харгалзан дуурайлтын шийдлийг харилцан үйлдэх үед биш, харин харилцан үйлдэх үед бүүр хийгдсэн хүчдэлийн хөндлөнгөөс холбогдуул.
• Хөндлөнгөөс холбогдуул: MIPI, DVP, I2C, MCLK ба GPIO-ийн бүх хөндлөнгөөс холбогдуулд хуваалцамжийн үүрэгт гомбоос хүчдэлийн хөндлөнгөөс холбогдуул.

Программ хангамж ба зургийн боловсруулалтын гуурс

• Харилцан үйлдэх хурдатгагч: RK3576 чип нь зургийн форматын хөрвүүлэлт (жишээ нь, YUV-аас RGB), масштаблалт, эргүүлэлт зэрэг үйлдлүүдийн хүрээд 2D графикийн хурдатгагч RGA-г агуулна. CPU-д суурилж бүүр хийгдсэн боловсруулалтад харин RGA-г ашиглах нь CPU-д урт хүчдэлийн ачааллыг бүүр хийгдсэн хүчдэлийн хөндлөнгөөс холбогдуул, 1080p-ийн 30 fps-ийн тогтвортой өндөр хүрээний давтамжтай ажиллахын тулд чухал.
• NPU-н өгөгдлийн урсгалын төлөвлөлт: ХИС-3576-н интеграцилан суурилж буй 6 TOPS NPU-д ИИ загвар ажиллах үед типичн зам нь камер дарах, ISP боловсруулалт, RGA форматын хөрвүүлэлт ба масштаблалт, NPU-н дүгнэлт ба дисплейн гаралт юм. Бүх үе шатын хоцрогдол системийн төлөвлөлт үед үнэлж, бүтээдүүн бүхлээр нь бодит цагт тааруулж чадахыг хангах ёстой.

Дараах түүндүүр тохиргоонууд боломжтой камерийн холболтын интерфейсуудыг хэд хэдэн түүндүүр хэрэглээнд яаж хуваарилахыг тайлбарлана.