安路科技基于ph1a的4k摄像头图像采集与实时显示方案-凯发官网入口
发布时间2023-01-18
安路科技专注于研发通用可编程逻辑芯片技术及系统凯发一触即发的解决方案，公司正在不断向更多应用场景的产品矩阵拓展，以顺应下游市场蓬勃发展。安路科技基于ph1a90器件开发了4k摄像头图像采集与实时显示的典型应用，充分利用了ph1a系列fpga内部的高速mipiio、ddr以及serdes，在摄像头图像采集、图像存储和视频显示领域可以做到游刃有余。
ph1a系列fpga新品凯发一触即发的解决方案
ph1a系列fpga是安路科技推出的“凤凰”系列产品，定位高性价比可编程逻辑市场，具有高带宽、高性能、低功耗、多封装等优势。
主要器件特性包括：
serdes支持4到8lane线速率，支持3.25gbps~12.5gbps，支持多种协议
集成 pci express 硬核，支持gen1/2/3，支持x1、x2和x4模式
支持ddr3和ddr4存储接口，部分型号的最大速率达到1866mbps
部分型号支持硬核mipiio，线速率最高达到2.5 gbps
ph1a系列fpga包含了ph1a60、ph1a90、ph1a180多种型号，其中ph1a180最大用户io数量达到395个，能够充分满足用户在工业控制、通信、视频图像处理等领域的应用。
ph1a90和ph1a180系列器件io支持丰富的电平标准，其中hrio支持1.5~3.3v电平，支持热插拔，hpio支持1.2~1.8v电平，同时还是支持ddr3、ddr4 sdram。专用的mipiio支持mipi电平标准，接收线速率最高达到2.5gbps，最高支持8lane输入。ph1a90和ph1a180系列器件内置了最高8lane的高速serdes，线速率最高达到12.5gbps，满足用户在高速串行收发应用中的需求。
图1：ph1a架构图
4k摄像头图像采集方案
安路科技基于ph1a90器件开发了4k摄像头图像采集与实时显示的典型应用，用于演示ph1a系列fpga在摄像头采集、图像存储以及视频显示领域的优越性能，整个演示环境包括ph1a90开发板，4k显示器以及4k摄像头，摄像头输出的视频分辨率为4k60帧，数据格式为10bit raw数据，输出接口为mipi csi-2 4lane。
下图展示了整个例程的工作框图，其中hdmi显示部分采用了安路科技开发的基于serdes的hdmi transmitter，输出分辨率最高支持4k60帧。
图2：基于ph1a系列fpga芯片的4k摄像头图像采集框图
此方案中，对于摄像头数据采集和处理部分，摄像头输出的数据经过mipiio转换为并行数据，之后通过mipi dphy receiver进行mipi物理层的数据解包，然后通过csi-2解包模块提取出有效的图像数据，注意此时的图像数据为raw数据，还需要经过颜色插值模块还原出每个像素点rgb通道的颜色值，再经过白平衡模块对白平衡进行校准，最后通过video_in_ddr模块将处理好的摄像头数据写入到ddr中。然后是摄像头数据显示部分，视频源生成模块会生成4k60帧的视频数据，video_out_ddr模块会从ddr中取出之前写入的摄像头数据，经过叠加模块将摄像头数据映射到视频源上，最后通过hdmi transmitter将视频数据送到显示器显示。
依托于ph1a90内置的高速mipiio、ddr3、serdes以及丰富的逻辑资源，面对4k高分辨率的图像采集和显示也能够做到游刃有余。
凯发官网入口的技术支持
安路科技提供丰富的设计工具帮助用户有效地利用ph1a平台实现复杂设计。业界领先的综合和布局布线工具，同时提供各种 ip资源，方便用户直接调用调试，解决了复杂逻辑带来的资源不足的问题，为用户设计高质量产品提供有力保障。
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