安路科技基于ph1a的4k摄像头图像采集与实时显示方案-yabo亚博88

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

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。