RK3576 कॅमेरा सेन्सर संगतता मार्गदर्शिका: हार्डवेअर डिझाइनपूर्वी काय पुष्टी करावे

RK3576 प्लॅटफॉर्मवर कॅमेरा सेन्सर निवड आणि हार्डवेअर डिझाइनसाठी, स्कीमॅटिक काम सुरू करण्यापूर्वी काही महत्त्वाचे मुद्दे अंतिम करणे आवश्यक आहेत. हे निर्णय थेट छायाचित्रण कामगिरी आणि हार्डवेअर डिझाइनच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम टाकतात.

RK3576 CSI/PHY आणि ISP मर्यादा

RK3576 एक लवचिक कॅमेरा इंटरफेस वास्तुशिल्प प्रदान करतो, परंतु त्याची संरचना प्रकल्पाच्या आवश्यकतांभोवती सुरुवातीपासूनच योजनाबद्ध करावी लागते.

इंटरफेस समर्थन: SoC मीपीआय सीएसआय-२ आणि डीव्हीपी कॅमेरा इंटरफेस दोन्ही समर्थित करतो, ज्यामध्ये मीपीआय सीएसआय-२ हे वर्तमान डिझाइन्ससाठी मुख्य फायदा प्रदान करते.

RK3576 चार लेनपर्यंत असलेला एक C/D-PHY इंटरफेस आणि दोन D-PHY इंटरफेस प्रदान करतो. उपलब्ध PHY संसाधने दोन ४-लेन D-PHY पोर्ट्स किंवा चार २-लेन D-PHY पोर्ट्स म्हणून कॉन्फिगर करता येतात. यामुळे बहु-कॅमेरा डिझाइन्स शक्य होतात, ज्यामध्ये सुरक्षा आणि रोबोटिक्स अ‍ॅप्लिकेशन्समध्ये सामान्यतः वापरले जाणारे बहु-दृश्य प्रणाली समाविष्ट आहेत.

टिप्पण्या:

• बहु-कॅमेरा डिझाइनसाठी, PHY आणि लेन संसाधने लवकरच वाटप करा. एकाच सेन्सरचा वापर दोन PHY वर पसरवता येत नाही.
• एक RK3576 CSI पोर्ट C-PHY किंवा D-PHY म्हणून कॉन्फिगर करता येतो. D-PHY मोडमध्ये, तो प्रति लेन 4.5 Gbps पर्यंत समर्थन करतो; C-PHY मोडमध्ये, तो प्रति ट्रिओ 2.5 Gsps पर्यंत समर्थन करतो. उर्वरित D-PHY चॅनेल्स प्रति लेन 2.5 Gbps पर्यंत समर्थन करतात. व्यावहारिक हार्डवेअर डिझाइनमध्ये सुमारे 20% बँडविड्थ राखून ठेवणे आवश्यक आहे. जेव्हा प्रभावी डेटा दर इंटरफेस मर्यादेजवळ पोहोचतो किंवा त्यापेक्षा जास्त होतो, तेव्हा विकृत फ्रेम्स, टाकलेले फ्रेम्स आणि इतर छायाचित्र त्रुटी घडण्याची शक्यता वाढते.
• SoC मध्ये जुन्या, कमी रिझोल्यूशनच्या सेन्सर्ससाठी समांतर DVP कॅमेरा इंटरफेसही समर्थित आहे. DVP आणि MIPI कार्ये काही पिन्स शेअर करतात, म्हणून पिन वाटप लवकरच अंतिम रूप देणे आवश्यक आहे जेणेकरून संसाधन विरोधाभास टाळता येतील.

RK3576 ISP तांत्रिक वैशिष्ट्ये आणि प्रक्रिया मर्यादा

• आरके३५७६ मध्ये एकच हार्डवेअर आयएसपी इंजिन समाविष्ट आहे, जो १६ एमपी पर्यंतच्या प्रतिमा प्रक्रियेला आणि कमाल १२० डीबीच्या एचडीआर डायनॅमिक रेंजला समर्थन देतो. तथापि, बहु-कॅमेरा प्रणालीमध्ये, काही रॉ स्ट्रीम्स आयएसपी मार्गे मार्गीत करणे यामुळे संयुक्त रिझोल्यूशन आणि प्रभावी फ्रेम दर या दोन्ही गोष्टी आयएसपी क्षमता आणि एमआयपीआय सीएसआय-२ प्राप्ती बँडविड्थवर अवलंबून असतात. जर सेन्सर्स थेट यूव्ही आउटपुट करत असतील आणि आयएसपी टाळला गेला असेल, तर मुख्य मर्यादा एमआयपीआय इंटरफेस बँडविड्थ आणि मेमरी बँडविड्थवर जातात.

उदाहरणार्थ बहु-कॅमेरा कॉन्फिगरेशन: १ × ८ एमपी (३० फ्रेम प्रति सेकंदाने ४के) + २ × २ एमपी (३० फ्रेम प्रति सेकंदाने १०८०पी).

• बहु-कॅमेरा अॅप्लिकेशन्ससाठी फ्रेम सिंक्रोनायझेशनवर लवकरच निर्णय घेणे आवश्यक असतो. मल्टी-व्ह्यू कॅप्चर आणि स्टिरिओ रेंजिंगसाठी हार्डवेअर व्हीसिंक सिंक्रोनायझेशनची गरज असू शकते. हे पुष्टी करा की हार्डवेअर सिंक्रोनायझेशन सक्षम केले जाईल की नाही आणि योजनेतील कॅमेरा संख्येसाठी सोसीमध्ये पुरेशी बाह्य ट्रिगर पिन्स उपलब्ध आहेत की नाही.

सेन्सर निवड तपासणी यादी

• आउटपुट इंटरफेस आणि मोड: एमआयपीआय सीएसआय-२ किंवा डीव्हीपी आणि एमआयपीआय लेन्सची संख्या (१, २ किंवा ४ लेन्स) याची पुष्टी करा.
• डेटा स्वरूप: RK3576 प्लॅटफॉर्मवर, VICAP इनपुट RAW, RGB888 आणि निवडलेली YUV स्वरूपे समर्थित करतो. अंतर्निर्मित ISP RAW डेटा प्रक्रिया करतो आणि त्याचे खालच्या पाईपलाइनसाठी YUV मध्ये रूपांतर करतो. RGB आणि YUV स्ट्रीम्स थेट कॅप्चर केल्या जातात आणि त्या ISP मधून जात नाहीत.
• रिझोल्यूशन आणि फ्रेम दर: प्रत्येक व्यक्तिगत सेन्सरच्या आवश्यकता तपासा, नंतर अनेक कॅमेरे एकाच वेळी कार्यरत असताना संयुक्त कार्यपद्धतीची वैधता तपासा. एकूण कार्यभार ISP च्या वास्तविक वेळेच्या प्रक्रिया मर्यादेत राहिला पाहिजे.
• पॉवर-रेल संगतता: एक सामान्य सेन्सर तीन पुरवठे वापरतो: अॅनालॉग सर्किटरीसाठी AVDD, डिजिटल कोरसाठी DVDD आणि इनपुट/आउटपुट व्होल्टेज पातळीसाठी DOVDD. RK3576 MIPI PHY एक स्थिर १.८ V पुरवठा वापरतो, म्हणून १.८ V सेन्सर DOVDD सामान्यतः प्राधान्याची निवड असते. जर सेन्सरची DOVDD पातळी होस्ट I2C इनपुट/आउटपुट पातळीशी जुळत नसेल, तर कमी-वेगाच्या नियंत्रण बसवर लेव्हल शिफ्टर जोडला जाऊ शकतो. उच्च-वेगाच्या MIPI डिफरेन्शियल सिग्नल्सवर बाह्य लेव्हल शिफ्टर लावू नका. हार्डवेअरला सेन्सर निर्मात्याने निर्दिष्ट केलेल्या पॉवर-अप आणि पॉवर-डाउन क्रमाचे पालन करावे लागेल. सॉफ्टवेअर प्रारंभीकरण हा क्रमावर अवलंबून असते; चुकीचा कालावधी सेन्सरच्या प्रारंभीकरणास आणि प्रतिमा निर्माण करण्यास अडथळा निर्माण करू शकतो. AVDD, DVDD आणि DOVDD वरील शिखर प्रवाहही मोजला पाहिजे, जेणेकरून प्रत्येक ऑनबोर्ड LDO ला पुरेसा क्षमता आणि डिझाइन मार्जिन असेल.
• नियंत्रण बस: सेन्सरचा I2C पत्ता पुष्टी करा. बहु-कॅमेरा प्रणालीसाठी, डुप्लिकेट पत्त्यांचे निराकरण कसे करायचे हे आखा, ज्यामध्ये सॉफ्टवेअरमध्ये पत्ते बदलणे (जिथे समर्थित असेल) किंवा बाह्य I2C स्विचचा वापर करणे यापैकी एक पर्याय निवडला जाऊ शकतो.
• घड्याळ इनपुट: RK3576 या चिपमध्ये अनेक स्वतंत्रपणे कॉन्फिगर करता येणाऱ्या सेन्सर MCLK आउटपुट्स आहेत. प्रत्येक घड्याळ हे आंतरिक SoC घड्याळ स्रोतापासून तयार केले जाते आणि मल्टीप्लेक्स केलेल्या GPIO मार्गे सेन्सरला पाठवले जाते; प्रत्येक आउटपुट स्वतंत्रपणे सक्रिय करता येतो आणि कॉन्फिगर करता येतो. एका MCLK साठी सामान्यतः सॉफ्टवेअरद्वारे कॉन्फिगर करता येणारी श्रेणी ६ ते ४८ MHz आहे. जर कोणत्याही सेन्सरला या श्रेणीबाहेरचे घड्याळ आवश्यक असेल, तर विशिष्ट बाह्य ऑसिलेटरचा वापर करा. बहु-कॅमेरा डिझाइन्समध्ये पिन-मल्टीप्लेक्सिंग विरोधाभासांचीही तपासणी करावी लागते.
• पॉवर आणि थर्मल डिझाइन: उच्च-रिझोल्यूशन, उच्च-फ्रेम-रेट सेन्सर्स अधिक पॉवर घेतात. हार्डवेअर अंतिम रूप देण्यापूर्वी बोर्ड-स्तरीय पॉवर लोड आणि उत्पादनाचा थर्मल मार्ग यांचे मूल्यांकन करा.
• लेन्स, आयआर-कट फिल्टर आणि इल्युमिनेटर नियंत्रण: प्रत्येक आवश्यक अॅक्चुएटर आणि ड्रायव्हरसाठी पुरेशी जीपीआयओ संसाधने उपलब्ध आहेत का, ते पुष्टी करा.
• एचडीआर मोड संगतता: आरके३५७६ डीओएल एचडीआर, स्टॅगर्ड एचडीआर आणि मल्टी-फ्रेम एचडीआर समर्थित करतो. सेन्सर निवडण्यापूर्वी, त्याच्या एचडीआर डेटा स्वरूपाची आणि टायमिंगची आरके३५७६ आयएसपी आणि व्हिकॅपसोबत संगतता पुष्टी करा.

शक्य असल्यास, प्लॅटफॉर्म समुदाय किंवा मॉड्यूल पुरवठादाराने आधीच मान्यता दिलेल्या सेन्सरपासून सुरुवात करा. हे ड्रायव्हर विकास आणि ब्रिंग-अप जोखीम लक्षणीयपणे कमी करू शकते.

आम्ही आधीच सोनी आयएमएक्स४१५ (८ एमपी), आयएमएक्स५६६ (८ एमपी), आयएमएक्स६७८ (८ एमपी), आयएमएक्स४६४ (४.१ एमपी) आणि आयएमएक्स६६२ (२ एमपी), तसेच ऑनसेमी एआर००२३४ (२.३ एमपी) आणि ओम्निव्हिजन ओजी००२सी१बी (२ एमपी) या सेन्सर्सचे एकीकरण केले आहे. जर तुमच्या प्रकल्पाला इतर कोणताही इमेज सेन्सर आवश्यक असेल, तर कास्टम एकीकरण आणि ट्यूनिंगसाठी [email protected] या पत्त्यावर संपर्क साधा.

पीसीबी डिझाइनसाठी महत्त्वाचे मुद्दे

• MIPI CSI रूटिंग: डिफरेन्शियल इम्पीडन्स १०० ओहम +/-१०% वर नियंत्रित करा. प्रत्येक डिफरेन्शियल पेअरमधील P/N लांबीचा मिसमॅच ५ मिलपेक्षा कमी ठेवा आणि समान CSI पोर्टमधील लेन-टू-लेन मिसमॅच २०० मिलपेक्षा कमी ठेवा. MIPI सिग्नल्सची रूटिंग उच्च-वेगाच्या क्लॉक्स, DDR आणि उच्च-प्रवाहाच्या पॉवर ट्रेसेसपासून दूर करा. त्यांना रेफरन्स प्लेनमधील स्प्लिट्समधून ओलांडू नका. ट्रेसेस शक्य तितक्या छोट्या ठेवा, प्राधान्याने १५ सेमी खालील; जितकी रूटिंग लांब असेल, तितकी कमी असेल ती कमाल डेटा रेट जी विश्वसनीयपणे राखली जाऊ शकेल.
• MCLK हा उच्च-वेगाचा सिंगल-एंडेड क्लॉक आहे. MIPI डिफरेन्शियल पेअर्सपासून अंतर राखा आणि क्रॉसटॉक कमी करण्यासाठी लांब समांतर रन्स टाळा.
• उच्च-वेगाच्या MIPI रूट्सना स्विचिंग पॉवर सप्लायज आणि DDR बसेससारख्या जोरदार नॉइस स्रोतांपासून दूर ठेवा आणि जिथे लेआउटला आवश्यकता असेल तिथे चांगले शील्डिंग आणि ग्राउंडिंग प्रदान करा.
• पॉवर फिल्टरिंग: प्रत्येक सेन्सर पुरवठा पिनजवळ ०.१ μF आणि १ μF डिकपलिंग कॅपॅसिटर्स ठेवा. AVDD वर फेराइट बीड जोडली जाऊ शकते, जेणेकरून अॅनालॉग रेलला डिजिटल-सर्किटच्या गडबडीपासून वेगळे करता येईल.
• उच्च रिझोल्यूशनचे सेन्सर्स उच्च फ्रेम दरांवर काम करताना मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा विसर्जित करू शकतात. तापमानात वाढ होण्यामुळे छायाचित्रातील गडबड (नॉइस) वाढू शकते आणि रंगांचा बदल होऊ शकतो; म्हणून तापीय उपायांचे मूल्यांकन हार्डवेअर डिझाइनच्या टप्प्यात करावे, ब्रिंग-अपनंतर नाही.
• पिन-मल्टीप्लेक्सिंगची पुनरावलोकन: MIPI, DVP, I2C, MCLK आणि GPIO या सर्व असाइनमेंट्समध्ये सामायिक कार्यांच्या विरोधांची तपासणी करा.

सॉफ्टवेअर आणि छायाचित्र-प्रक्रिया पाईपलाइन

• हार्डवेअर अॅक्सेलरेशन: RK3576 मध्ये RGA २D ग्राफिक्स अॅक्सेलरेटर समाविष्ट आहे, जो छायाचित्र-स्वरूप रूपांतर (उदा., YUV ते RGB), स्केलिंग आणि रोटेशन सारख्या कार्यांसाठी वापरला जातो. CPU-आधारित प्रक्रियेऐवजी RGA वापरल्याने CPU लोड मोठ्या प्रमाणात कमी होतो आणि १०८०p ला ३० fps अशा स्थिर उच्च फ्रेम दरांच्या कार्यासाठी हे महत्त्वाचे आहे.
• एनपीयू डेटा-फ्लो योजना: जेव्हा एक एआय मॉडेल RK3576 च्या एकत्रित 6 TOPS एनपीयू वर चालवले जाते, तेव्हा एक सामान्य मार्ग कॅमेरा कॅप्चर, आयएसपी प्रोसेसिंग, आरजीए फॉरमॅट रूपांतरण आणि स्केलिंग, एनपीयू इन्फरन्स आणि डिस्प्ले आउटपुट असा असतो. संपूर्ण उत्पादन त्याच्या रिअल-टाइम लक्ष्यापूर्तीसाठी सिस्टम डिझाइनदरम्यान प्रत्येक टप्प्यावरील लॅटन्सीचे मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे.

खालील संदर्भ कॉन्फिगरेशन्स उपलब्ध कॅमेरा इंटरफेसेसचे काही सामान्य अॅप्लिकेशन्ससाठी कसे वाटप करता येते हे दर्शवतात.