多路MIPI视频合成案例

Heracles · 发表于 2019-9-30 08:46:10

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MIPI的英文全称是Mobile Industry Processor Interface，取了英文的首字母为简称，意思是移动行业处理器接口。MIPI并不是一个单一的要求或者协议，而是一整套的协议以及标准，包含了各种子系统独特的要求，这整个的规定和标准，我们称之为MIPI协议。

MIPI协议是移动设备接口行业的领军者，它提倡一个开放的移动接口标准。随着移动设备的发展，我们可以发现移动设备屏幕的尺寸越来越大，并且分辨率越来越高，人们对画面的显示色彩饱和画质度清晰度都有了相当高的要求。相对应的MIPI协议就需要向着高频率带宽和高传输速率发展，并且更要降低功耗，减小噪声，才可以跟的上时代的发展，满足人们的需求，可以说MIPI 将来的发展前景还是非常广阔的。

明德扬基于对技术的掌握，将MIPI协议实现在了无人机上，一起来用案例认识下MIPI基于FPGA的使用。

先跟大家分享一下项目结构图

此项目做的是四路MIPI图像数据，两路数据左右拼接之后，得到了两路摄像头的数据，再按照MIPI CSI协议传输给海思方案芯片，主要实现了D-PHY协议解析、CSI协议解析、图像拼接、CSI 协议打包和D-PHY协议打包等功能。输入的分辨率最高支持1280*800，输出的分辨率可以达到2560*800；理论上可以支持60帧/秒的帧率；输入使用了MIPI D-PHY协议和CSI协议，输出使用了MIPI D-PHY协议和CSI协议；实现芯片LATTICE LCMXO3LF-6900E-5MG256C，这里我们做了创新与突破，官方给出的数据此芯片最多只可以实现2路MIPI图像数据，但是我们能实现6路MIPI图像数据。

在此项目上我们还进行了一定的技术上的革新。首先传统想要实现四路MIPI输入以及两路MIPI输出，需要两片FPGA芯片才可以，但是经过工程师研究与创新，我们可以使用一个芯片就达到此效果，在成本上节约了一半。其次是IP核的节省，官方一般为一路MIPI对应一个D-PHY的IP核，明德扬工程师改造后实现两路MIPI使用一个D-PHY。并且明德扬工程师设计出了基于MIPI协议能实现合作方需求的D-PHY协议，打破了官方至多只能实现2路MIPI输入和1路MIPI输出的禁锢。最后此项目输入分辨率为1280*1024*60；输出为2560*1024*60。低成本，高成就，真正做到了科技是第一生产力。

刚刚有提到我们重新设计了D-PHY协议，实现了四路MIPI图像的接收。下面跟大家分享一下独有的TOP层次源代码。

PLL0为时钟产生模块。这里的时钟系统需要用心设计，否则会有不稳定的现象。

下图为CSI协议解析，4路图像对应4份CSI解析代码。

本项目还实现GAMMA校正功能，以下是GAMMA校正代码。

CSI协议封装代码，一共有两个。

发送侧的D-PHY代码，两路MIPI图像共用一个D-PHY。

并且本项目资源占用率还是很低的。