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安路科技基于PH1A的4K摄像头图像采集与实时显示方案

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新品解决方案

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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。


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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。


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。


更多产品及方案的详情信息,可通过以下渠道联系:
官网:www.anlogic.com
邮件:marketing@anlogic.com

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