Pandaboard高清摄像头MIPI CSI2接口学习

showtimecome · 发表于 2013-7-1 14:52:59

本帖最后由 showtimecome 于 2013-7-1 20:41 编辑

最近入手了Pandaboard的高清摄像头子板一块，顺便学习了MIPI CSI2接口，给各位网友分享一下. 这个高清摄像头采用ov5640芯片，500万像素，支持自动聚焦，这也是手机和平板里面用得比较多的一种cmos传感芯片。OV5640同时支持并向和串行数据传输，当然串行传输（也就是MIPI方式）速度更快，能够支持更高的分辨率，一般手机里300万或者500万像素的摄像头一般都是MIPI接口。
不妨再多提一下MIPI标准，MIPI是做移动应用处理器的几家巨头公司成立的联盟，旨在定义移动应用处理器的接口标准，其全称为“Mobile Industry Processor Interface”。现在用的比较多是MIPI框架中的摄像头标准和显示标准，即MIPI CSI和MIPI DSI。CSI代表 Camera Serial Interface，而DSI代表Display Serial Interface。现在CSI已经升级到CSI2.0版本，即MIPICSI2接口。本文所提到的Pandaboard 高清摄像头使用的就是MIPICSI2接口。

先贴一个Pandaboard安装好摄像头子板的图片（附件1.jpg）

摄像头模块是通过pandaboard的J17引脚接上去的，为了更好的理解CSI2接口，我们先通过原理图看看Pandabaord的J17定义了哪些引脚，如图2.jpg所示

可以看到J17中包含了5组差分信号，即(CSI21_DX0,CSI21_DY0), (CSI21_DX1,CSI21_DY1),(CSI21_DX2,CSI21_DY2), (CSI21_DX3,CSI21_DY3), (CSI21_DX4,CSI21_DY4)。这五组信号来自于OMAP4430的CSI2-A接口，如下图3.jpg所示：

可以看出，OMAP4430其实有两路CSI2接口，即CSI2A和CSI2B，说明其可以接两个摄像头，这已经是手机应用处理器的基本要求了。CSI2A接口拥有五组差分接口（csi2a_dx0~4, csi2a_dy0~4）, 分别对应J17引脚的(CSI21_DX0~4,CSI21_DY0~4)。一组差分信号称为Lane，每个Lane可以通过软件配置为DataLane和Clock Lane。不难发现，CSI2A可以有4个Data Lane和1个Clock Lane，而CSI2B则只能有1个Data Lane和1个Clock Lane，Data Lane越多，其能传输的速度越高，也就是更传输更高分辨率的图片。下图列出了Data Lane个数与传输速度的关系（摘自omap4430芯片手册 8.2.2.1 ISS Interface Features一节）。

对应OV5640而言，其能传输的最大分辨率为2592*1944，其芯片接口拥有三组差分信号，其中一组用于Clock，另两组用于数据传输，其能达到的传输速率约为2000Mbps，那么传输分辨率为2592*1944的图像的话，帧率能达到15帧每秒。下图给出了OV5640的接口图

结合图4和图3，我们不难得出OV5640应该如何与J17引脚相连接。由于(csi2a_dx0~4,csi2a_dy0~4)的中的任何一组都可以软件配置为clock信号或者数据信号，所以选择一组连接（MC_P, MC_N）, 再选择另外两组连接(MD0_P,MD0_N)和（MD1_P，MD1_N）即可。

至此，我们已经说明了MIPICSI2接口的数据连接方式。接下来我们顺便讲讲OV5640的I2C控制信号。另外我们注意到OV5640有SIOC和SIOD。那么这I2C控制信号是干什么的？一个很明显的用途就是来设置OV5640的图像输出格式，比如是输出RGB格式还是YUV格式。这是通过寄存器来设置的。

其实OV5640作为视觉传感芯片，其有很多寄存器来控制图像的拍摄参数，比如增益控制、曝光控制等，这些参数一般设置为默认值即可，但如果用户想再特定环境下获得更好的图像质量，可以设定这些参数来达到最佳效果。OMAP4430上的拍照软件可以运行一个类似于光照检测的算法来来设定这些参数，从而达到一个最佳效果，这个就得看软件算法的功力了。

另外，OV5640内部还有一个ISP（Image Signal Processor）,能够做简单的一些图像处理算法，比如Gamma校正，图像缩放等，但相对于OMAP4430的强大的ISP而言，而其功能还是小巫见大巫了，所以推荐直接使用OMAP4430的ISP功能。
好了，关于OMAP4430的CSI2 接口大概就总结了到这里，希望这个接口学习文档能对大家有帮助。如果需要入手MIPI CSI2摄像头做进一步的开发，可以去淘宝搜索“ov摄像头模块，pandaboard专用”

laozheng002 · 发表于 2013-7-1 19:41:39

你的图片貌似没有贴好哦！

AAAL · 发表于 2013-7-1 20:12:09

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg

showtimecome · 发表于 2013-7-1 20:42:32

laozheng002 发表于 2013-7-1 19:41
你的图片貌似没有贴好哦！

第一次发帖，谢谢了

showtimecome · 发表于 2013-7-3 14:38:46

这个算是原创贴了，咋不给个精

yaanhyy · 发表于 2013-11-14 09:44:15

好贴啊，我买一个来用用

simonzty · 发表于 2014-1-13 10:56:23

请问你可以帮我分析个问题吗？在使用第二个摄像头接口时，720p的图像连续工作几小时（最短1小时）会出现卡死。我用的是4460核心板+OV5640摄像头。

xueyulangren · 发表于 2014-3-25 09:14:44

谢谢分享，很详细啊

atg525 · 发表于 2014-11-14 18:00:35

好东西，谢谢分享！

整点像样的说法 · 发表于 2014-11-14 18:14:38

这个板子和 Simulink 配合使用才是王道

太极风436 · 发表于 2014-11-14 20:02:55

不错的资料，收藏一下。

franklin2014 · 发表于 2015-1-17 10:49:39

mark yi xia

yuanzhengrong · 发表于 2015-1-20 22:02:07

楼主能否提供一些omap4430的资料，比如datasheet,sdk,这个芯片在网上的资料很少啊。

imliyucai · 发表于 2017-9-30 15:11:38

楼主是否有 MIPI CSI-2 的协议文本？

Pandaboard高清摄像头MIPI CSI2接口学习

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