一種用于微型攝像頭接口的重映射電路及應用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于微型攝像頭接口的重映射電路及應用方法，主要針對不同接口類型和引腳順序的微型攝像頭與圖像處理板的電氣連接方式，屬于光電成像領(lǐng)域。本發(fā)明主要包括微型攝像頭連接器，F(xiàn)PGA/CPLD單元，多路模擬通道開關(guān)以及圖像處理板連接器。本發(fā)明可實現(xiàn)與各種接口類型的微型攝像頭和圖像處理核心連接，通用性強；可以現(xiàn)場在線配置接口的映射關(guān)系，靈活性強；可以通過并聯(lián)的方式，在圖像處理板接口上掛載多個不同接口類型的微型攝像頭進行圖像采集，易于集成和產(chǎn)品模塊化。
【專利說明】
一種用于微型攝像頭接口的重映射電路及應用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于微型攝像頭接口的重映射電路及應用方法，主要針對不同接口類型和引腳順序的微型攝像頭與圖像處理板的電氣連接方式，屬于光電成像領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微型攝像頭以體積小、成像質(zhì)量高、模塊化強等優(yōu)點，已廣泛應用于機器視覺、智能監(jiān)控、無人車導航等相關(guān)領(lǐng)域。在數(shù)字化圖像采集系統(tǒng)設(shè)計中，微型攝像頭接口電路設(shè)計是圖像采集系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，主要功能是用于連接圖像傳感器與圖像處理系統(tǒng)。目前常規(guī)的微型攝像頭接口可分為兩類:一類以低速并行數(shù)字接口為代表，如數(shù)字視頻接口DVP(Digital Video Portal)，此類接口傳輸圖像時通過同步信號線和并行像素數(shù)據(jù)線配合完成，具有調(diào)試簡單，連接方便的特點，但并行信號線在信號同步和信號完整性方面存在限制，導致其傳輸速率和帶寬不高，無法傳輸800萬像素及以上的圖像數(shù)據(jù)，因此通常作為500萬像素及以下的微型攝像頭接口；另一類以高速串行數(shù)字接口為代表，如移動產(chǎn)業(yè)處理器接口MIPI(Mobile Industry Processor Interface)，此類接口傳輸圖像時通過多組低壓差分線傳輸時鐘和像素信息，相比于并口傳輸，此類接口線束較少，傳輸速率和帶寬有明顯提升，并且抗干擾能力較強，但其調(diào)試和傳輸控制較為復雜，因此通常作為500萬像素及以上的微型攝像頭接口。以上兩類接口僅適用于單攝像頭或同類型多攝像頭與采集板連接。但隨著圖像采集要求的不斷提高，新型數(shù)字圖像采集系統(tǒng)，需要同時支持多種接口類型的攝像頭進行現(xiàn)場快速連接，而傳統(tǒng)接口方案由于電路布局布線限制，難以滿足此靈活連接的需求。因此，提出一種用于多種接口類型的攝像頭現(xiàn)場快速連接方案十分迫切。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)接口方案靈活性不足的問題，提出了一種用于微型攝像頭接口的重映射電路及應用方法。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0005]—種用于微型攝像頭接口的重映射電路，主要包括:微型攝像頭連接器，F(xiàn)PGA/CPLD單元，多路模擬通道開關(guān)以及圖像處理板連接器。所述微型攝像頭連接器分別與FPGA/CPLD單元和多路模擬通道開關(guān)的輸入端直接電氣連接，所述圖像處理板連接器與FPGA/CPLD單元與多路模擬通道開關(guān)的輸出端直接電氣連接。
[0006]其中:
[0007]微型攝像頭連接器:用于微型攝像頭與重映射接口電路的電氣連接。
[0008]FPGA/CPLD單元:用于微型攝像頭數(shù)字接口的重映射，將攝像頭數(shù)字引腳重新映射到用戶自定義的數(shù)字接口，并且控制多路模擬通道開關(guān)的選通。
[0009]多路模擬通道開關(guān):用于微型攝像頭模擬接口的重映射，將攝像頭模擬引腳重新映射到用戶自定義的模擬接口。
[0010]圖像處理板連接器:用于重映射后引腳與圖像處理板的電氣連接。
[0011]—種用于微型攝像頭接口的重映射電路的應用方法，包括以下步驟:
[0012]步驟S0、將重映射電路板上電，通過FPGA/CPLD單元和多路模擬通道開關(guān)的工作指示電路，判斷FPGA/CPLD以及多路模擬通道開關(guān)工作是否正常，若正常，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟SI ；
[0013]步驟S1、根據(jù)微型攝像頭數(shù)字接口引腳定義，對FPGA/CPLD單元進行配置，將對應的數(shù)字接口映射到用戶自定義的數(shù)字接口，完成后跳轉(zhuǎn)到步驟S2。
[0014]步驟S2、將SI中相關(guān)數(shù)字接口輸入端接電源輸出端接地，通過各數(shù)字線路上的指示LED，判斷數(shù)字接口映射關(guān)系是否正確，若正確，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟S3。
[0015]步驟S3、根據(jù)微型攝像頭模擬接口引腳定義，通過對FPGA/CPLD的配置，實現(xiàn)對多路模擬通道開關(guān)的通道選通，將對應的模擬接口映射到用戶自定義的模擬接口，完成后跳轉(zhuǎn)到步驟S4。
[0016]步驟S4、將S3中相關(guān)模擬接口輸入端接電源輸出端接地，通過各模擬線路上的指示LED，判斷模擬接口映射關(guān)系是否正確，若正確，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟S5。
[0017]步驟S5、分別將微型攝像頭與圖像處理板連接至重映射接口電路，完成微型攝像頭接口的重映射以及與圖像處理板的連接。
[0018]有益效果:
[0019](I)微型攝像頭接口的重映射電路，可實現(xiàn)與各種接口類型的微型攝像頭和圖像處理核心連接，通用性強。
[0020](2)微型攝像頭接口的重映射電路，可以現(xiàn)場配置接口的映射關(guān)系，靈活性強。
[0021](3)微型攝像頭接口的重映射電路，可以通過并聯(lián)的方式，將多個不同接口類型的微型攝像頭掛載在圖像處理板接口上進行圖像采集，易于集成和產(chǎn)品模塊化。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】的電路框圖。
[0023]圖2為本發(fā)明具體實施例的電路原理圖。
[0024]圖3為本發(fā)明【具體實施方式】的應用方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]—種用于微型攝像頭接口的重映射電路，【具體實施方式】的電路框圖如圖1所示，包括:微型攝像頭I，圖像處理板3以及用于連接微型攝像頭I與圖像處理板3的重映射電路板2。
[0027]其中:
[0028]微型攝像頭I，用于采集圖像和視頻流信息，包括攝像頭數(shù)字接口11與攝像頭模擬接口 12。
[0029]圖像處理板3，用于控制和處理攝像頭數(shù)據(jù)，包括圖像處理板數(shù)字接口31與圖像處理板模擬接口 32。
[0030]重映射電路板2，用于連接微型攝像頭I與圖像處理板3，包括微型攝像頭連接器21，F(xiàn)PGA/CPLD單元22，多路模擬通道開關(guān)23，數(shù)字通道LED工作指示電路24，模擬通道LED工作指示電路25以及圖像處理板連接器26。其中，微型攝像頭連接器21，分別連接攝像頭數(shù)字接口 11與FPGA/CPLD單元22和攝像頭模擬接口 12與多路模擬通道開關(guān)23APGA/CPLD單元22，將攝像頭數(shù)字接口 11重新映射到用戶自定義數(shù)字接口并與數(shù)字通道LED工作指示電路24連接，同時控制多路模擬通道開關(guān)23的通道選通。多路模擬通道開關(guān)23，將攝像頭模擬接口 12重新映射到用戶自定義模擬接口并與模擬通道LED工作指示電路25連接。數(shù)字通道LED工作指示電路24，連接FPGA/CPLD單元22映射后的引腳與圖像處理板連接器26，用于指示數(shù)字通道工作狀態(tài)。模擬通道LED工作指示電路25，連接多路模擬通道開關(guān)23映射后的引腳與圖像處理板連接器26，用于指示模擬通道工作狀態(tài)。圖像處理板連接器26，分別電氣連接數(shù)字通道LED工作指示電路24與圖像處理板數(shù)字接口 31和模擬通道LED工作指示電路25與圖像處理板模擬接口 32，用于重映射后引腳與圖像處理板3的電氣連接。
[0031]—種用于微型攝像頭接口的重映射電路，具體實施例的電路原理圖如圖2所示，包括:微型攝像頭I，圖像處理板3以及用于連接微型攝像頭I與圖像處理板3的重映射電路板2。
[0032]其中:
[0033]微型攝像頭I，用于采集圖像和視頻流信息，包括攝像頭數(shù)字接口11與攝像頭模擬接口 12。數(shù)字接口 11包括行場同步接口、I2C/SCCB雙向控制接口、像素數(shù)據(jù)接口以及芯片狀態(tài)控制接口四類。模擬接口 12包括數(shù)字電壓接口、內(nèi)核電壓接口、模擬電壓接口三類。
[0034]圖像處理板3，用于控制和處理攝像頭數(shù)據(jù)，包括:I2C/SCCB雙向控制接口311，外部中斷輸入接口 312，通用數(shù)字電平接口( GP1) 313，高速數(shù)據(jù)通道接口 314，數(shù)字電壓接口321，內(nèi)核電壓接口322，模擬電壓接口323，數(shù)字控制核心(MCU)33，圖像處理核心(ISP)34，以及外部穩(wěn)壓電源35和外部振蕩源36。其中，I2C/SCCB雙向控制接口 311、外部中斷輸入接口312、通用數(shù)字電平接口(GP10)313和高速數(shù)據(jù)通道接口314作為圖像處理板3的數(shù)字通信接口。I2C/SCCB雙向控制接口311、外部中斷輸入接口312以及通用數(shù)字電平接口(GP10)313與數(shù)字控制核心33連接，高速數(shù)據(jù)通道接口 314與圖像處理核心34連接。數(shù)字控制核心33與圖像處理核心34連接，互相傳輸狀態(tài)控制信息。數(shù)字電壓接口 321，內(nèi)核電壓接口 322，模擬電壓接口323作為圖像處理板3的模擬電源口，用于提供圖像處理板及外部設(shè)備所需的數(shù)字電壓(常用1.8V)、內(nèi)核電壓(常用1.5V)以及模擬電壓(常用2.8V)。外部穩(wěn)壓電源35為圖像處理板3提供所需電源能量，外部振蕩源36為圖像處理板3提供基準振蕩源。
[0035]重映射電路板2，用于連接微型攝像頭I與圖像處理板3，包括微型攝像頭連接器21，？?64/0?0)單元222，？?64/^?0)單元1^0工作指示電路221，多路模擬通道開關(guān)232，多路模擬通道開關(guān)LED工作指示電路231，I2C/SCCB通道LED工作指示電路241，行場同步通道LED工作指示電路242，芯片控制通道LED工作指示電路243，像素數(shù)據(jù)通道LED工作指示電路244，數(shù)字電壓LED工作指示電路251，內(nèi)核電壓LED工作指示電路252，模擬電壓LED工作指示電路253以及圖像處理板連接器26。
[0036]重映射電路板2中:
[0037]微型攝像頭連接器21，分別連接攝像頭數(shù)字接口11與FPGA/CPLD單元222和攝像頭模擬接口 12與多路模擬通道開關(guān)232。
[0038]FPGA/CPLD單元222，將攝像頭數(shù)字接口 11的各個引腳分別映射到設(shè)定好的I2C/SCCB通道接口、行場同步通道接口、芯片控制通道接口以及像素數(shù)據(jù)通道接口，并分別對應連接I2C/SCCB通道LED工作指示電路241、行場同步通道LED工作指示電路242、芯片控制通道LED工作指示電路243、像素數(shù)據(jù)通道LED工作指示電路244，此外控制多路模擬通道開關(guān)232的模擬通道選通，F(xiàn)PGA/CPLD單元222的工作狀態(tài)在FPGA/CPLD單元LED工作指示電路221上進行顯示。
[0039]多路模擬通道開關(guān)232，將攝像頭模擬接口12的各個引腳分別映射到設(shè)定好的數(shù)字電壓通道接口、內(nèi)核電壓通道接口以及模擬電壓通道接口，并分別對應連接到數(shù)字電壓LED工作指示電路251，內(nèi)核電壓LED工作指示電路252和模擬電壓LED工作指示電路253，多路模擬通道開關(guān)232的工作狀態(tài)在多路模擬通道開關(guān)LED工作指示電路231進行顯示。
[0040]I2C/SCCB通道LED工作指示電路241，一方面用于指示該通道工作狀態(tài)，一方面通過圖像處理板連接器26，將FPGA/CPLD單元222映射后的I2C/SCCB接口與圖像處理板3上的12C/SCCB雙向控制接口 311進行連接。
[0041]行場同步通道LED工作指示電路242，一方面用于指示該通道工作狀態(tài)，一方面通過圖像處理板連接器26，將FPGA/CPLD單元222映射后的行場同步接口與圖像處理板3上的外部中斷輸入接口 312進行連接。
[0042]芯片控制通道LED工作指示電路243，一方面用于指示該通道工作狀態(tài)，一方面通過圖像處理板連接器26，將FPGA/CPLD單元222映射后的芯片控制接口與圖像處理板3上的通用數(shù)字電平接口(GP10)313進行連接。
[0043]像素數(shù)據(jù)通道LED工作指示電路244，一方面用于指示該通道工作狀態(tài)，一方面通過圖像處理板連接器26，將FPGA/CPLD單元222映射后的像素數(shù)據(jù)接口與圖像處理板3上的高速數(shù)據(jù)通道接口 314進行連接。
[0044]數(shù)字電壓LED工作指示電路251，一方面用于指示該通道工作狀態(tài)，一方面通過圖像處理板連接器26，將多路模擬通道開關(guān)232映射后的數(shù)字電壓接口與圖像處理板3上的數(shù)字電壓接口 321進行連接。
[0045]內(nèi)核電壓LED工作指示電路252，一方面用于指示該通道工作狀態(tài)，一方面通過圖像處理板連接器26，將多路模擬通道開關(guān)232映射后的內(nèi)核電壓接口與圖像處理板3上的內(nèi)核電壓接口 322進行連接。
[0046]模擬電壓LED工作指示電路253，一方面用于指示該通道工作狀態(tài)，一方面通過圖像處理板連接器26，將多路模擬通道開關(guān)232映射后的模擬電壓接口與圖像處理板3上的模擬電壓接口 323進行連接。
[0047]一種用于微型攝像頭接口的重映射電路的工作原理為:上電后，先通過FPGA/CPLD單元工作指示電路以及多路模擬通道開關(guān)工作指示電路，判斷FPGA/CPLD單元和多路模擬通道開關(guān)是否正常工作。若正常工作，則根據(jù)微型攝像頭接口的引腳定義信息，對FPGA/CPLD單元和多路模擬開關(guān)進行配置，將對應的數(shù)字和模擬引腳映射至用戶自定義引腳或接口，并根據(jù)各個通道上的指示電路判斷映射關(guān)系是否正確。若映射關(guān)系正確，再將微型攝像頭以及圖像處理板與重映射電路進行連接，實現(xiàn)微型攝像頭接口的重映射以及與圖像處理板的連接。
[0048]—種用于微型攝像頭接口的重映射電路的應用方法，其方法流程圖如圖3所示，按照以下步驟實施:
[0049]步驟S0、將重映射電路板上電，通過FPGA/CPLD單元和多路模擬通道開關(guān)的工作指示電路，判斷FPGA/CPLD以及多路模擬通道開關(guān)工作是否正常，若正常，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟SI ；
[0050]步驟S1、根據(jù)微型攝像頭數(shù)字接口引腳定義，對FPGA/CPLD單元進行配置，將對應的數(shù)字接口映射到用戶自定義的數(shù)字接口，完成后跳轉(zhuǎn)到步驟S2。
[0051 ]步驟S2、將SI中相關(guān)數(shù)字接口輸入端接電源輸出端接地，通過各數(shù)字線路上的指示LED，判斷數(shù)字接口映射關(guān)系是否正確，若正確，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟S3。
[0052]步驟S3、根據(jù)微型攝像頭模擬接口引腳定義，通過對FPGA/CPLD的配置，實現(xiàn)對多路模擬通道開關(guān)的通道選通，將對應的模擬接口映射到用戶自定義的模擬接口，完成后跳轉(zhuǎn)到步驟S4。
[0053]步驟S4、將S3中相關(guān)模擬接口輸入端接電源輸出端接地，通過各模擬線路上的指示LED，判斷模擬接口映射關(guān)系是否正確，若正確，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟S5。
[0054]步驟S5、分別將微型攝像頭與圖像處理板連接至重映射接口電路，完成微型攝像頭接口的重映射以及與圖像處理板的連接。
[0055]本發(fā)明可實現(xiàn)與各種接口類型的微型攝像頭和圖像處理核心連接，通用性強；可以現(xiàn)場在線配置接口的映射關(guān)系，靈活性強;可以通過并聯(lián)的方式，在圖像處理板接口上掛載多個不同接口類型的微型攝像頭進行圖像采集，易于集成和產(chǎn)品模塊化。
[0056]以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于微型攝像頭接口的重映射電路，其特征在于:包括微型攝像頭連接器，F(xiàn)PGA/CPLD單元，多路模擬通道開關(guān)以及圖像處理板連接器;所述微型攝像頭連接器分別與FPGA/CPLD單元和多路模擬通道開關(guān)的輸入端直接電氣連接，所述圖像處理板連接器與FPGA/CPLD單元與多路模擬通道開關(guān)的輸出端直接電氣連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微型攝像頭接口的重映射電路，其特征在于:所述的微型攝像頭連接器用于微型攝像頭與重映射接口電路的電氣連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微型攝像頭接口的重映射電路，其特征在于:所述的FPGA/CPLD單元用于微型攝像頭數(shù)字接口的重映射，將攝像頭數(shù)字引腳重新映射到用戶自定義的數(shù)字接口，并且控制多路模擬通道開關(guān)的選通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微型攝像頭接口的重映射電路，其特征在于:所述的多路模擬通道開關(guān)用于微型攝像頭模擬接口的重映射，將攝像頭模擬引腳重新映射到用戶自定義的模擬接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微型攝像頭接口的重映射電路，其特征在于:所述的圖像處理板連接器用于重映射后引腳與圖像處理板的電氣連接。6.—種用于微型攝像頭接口的重映射電路的應用方法，其特征在于:包括步驟以下: 步驟SO、將重映射電路板上電，通過FPGA/CPLD單元和多路模擬通道開關(guān)的工作指示電路，判斷FPGA/CPLD以及多路模擬通道開關(guān)工作是否正常，若正常，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟SI； 步驟S1、根據(jù)微型攝像頭數(shù)字接口引腳定義，對FPGA/CPLD單元進行配置，將對應的數(shù)字接口映射到用戶自定義的數(shù)字接口，完成后跳轉(zhuǎn)到步驟S2; 步驟S 2、將SI中相關(guān)數(shù)字接口輸入端接電源輸出端接地，通過各數(shù)字線路上的指示LED，判斷數(shù)字接口映射關(guān)系是否正確，若正確，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟S3; 步驟S3、根據(jù)微型攝像頭模擬接口引腳定義，通過對FPGA/CPLD的配置，實現(xiàn)對多路模擬通道開關(guān)的通道選通，將對應的模擬接口映射到用戶自定義的模擬接口，完成后跳轉(zhuǎn)到步驟S4; 步驟S4、將S3中相關(guān)模擬接口輸入端接電源輸出端接地，通過各模擬線路上的指示LED，判斷模擬接口映射關(guān)系是否正確，若正確，用戶確認后跳轉(zhuǎn)到步驟S5; 步驟S5、分別將微型攝像頭與圖像處理板連接至重映射接口電路，完成微型攝像頭接口的重映射以及與圖像處理板的連接。
【文檔編號】H04N5/77GK106027860SQ201610339788
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】郝群, 張開宇, 曹杰, 程杭林, 李瀟, 蔣陽
【申請人】北京理工大學