利用FPGA实现摄像机传感器接口

图像传感器可以说道是在数字视频或惯性照相机中视频或静止图像处置流水线的最重要部分。如果没传感器，就没图像信号可展开处置。

众所周知传感器所谓标准化的。在使用的方案中，它们有以下的不同之处：　　切换红外线或红外光为电信号的方式；特别是在是在该信号离开了这块芯片之前，对这个信号使用的编码和传输（有时）的方式。　　对传感器内部的寄存器展开编程的方式，以调整增益、曝光时间、传感器模式（如线性、HDR），传感器图像座标等。　　构建类似功能的方式，如低（或长）动态范围（HDR/WDR）；例如通过在同一PCB中的多个传感器，对于同一图像帧多次曝光等。

　　这些传感器厂商使用的模块，以使这些电子图像信号离开了传感器，并转入下游的处置逻辑。　　FPGA获取一个不具成本效益的，尺寸十分小的可编程逻辑平台，可以精彩地将信号从有所不同的图像传感器模块切换到数字信号，以供下游的逻辑展开处置。FPGA获取具备成本效益的可编程机制，以适应环境各种信号编码方案、寄存器管理方案和传感器模块，从而为有所不同类型的传感器获取可编程反对。

　　图像传感器技术　　根据用作将红外线转换成电信号的基本技术，图像传感器可分成两大类。它们是CCD（电荷耦合器件）传感器和CMOS（有序金属氧化物半导体）传感器。到目前为止，出货量最少的图像传感器是CMOS传感器。本文只注目CMOS传感器模块。

　　在视频处置链中典型的图像传感器的应用于如图1右图。　　　　如今有几个知名的图像传感器制造商，它们是Aptina、OmniVisionTechnologies、索尼、三星、松下、东芝和Altasens。

　　如前所述，传感器制造商配备了一系列模块，用作将离开了其芯片的图像信号传至下游逻辑展开处置。十分广泛的是，同一传感器制造商根据必须从芯片中萃取的数据量用于有所不同的模块。

例如，具备兆像素分辨率的现代传感器必须在等价的周期时间爆出比仅具备VGA级分辨率的传感器非常少的数据。像低动态范围（HDR）这样的拒绝还减少了数据量，必须从每个图像帧的图像传感器读取数据，而为反对光滑、较低延后高品质的视频，必须在等价的时间内从传感器芯片萃取帧数，这也影响了传感器模块的自由选择。　　图像传感器模块的演变　　到目前为止，所有传感器都可相连到分段LVCMOS模块，如图2右图。

传感器分辨率和帧速率早已提升到一个水平，此时以前的主流CMOS并行接口已无法处置所拒绝的比特率。　　　　由于兆像素传感器的问世，对更高速度的市场需求剧增，HDR和对反对更高帧速率、新型、更高速度传感器的市场需求于是以用于有所不同的模块来解决分段LVCMOS的局限性。例如，索尼和松下用于分段的子LVDS模块，OmniVision用于MIPI或串行LVDS。另一个例子是，为反对更加高带宽的市场需求，AptinaImaging早已发售了称作HiSPi（高速串行像素模块）的高速串行接口。

HiSPi模块可以工作在1-4个串行数据通道，再加1个时钟地下通道。每个信号是子LVDS差分信号，以0.9V的共模电压为中心。

每个地下通道可以运营在超过700Mbps下。

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