原创 Crosslink-NX器件应用案例(1):SLVS/LVDS/HiSPI/DVP转MIPI DPHY CSI

这篇文章主要分享Crosslink-NX器件用于传感器接口转换：主要是指将SLVS、LVDS、HiSpi、DVP等其它电平（格式）的接口转换为标准的MIPI D-PHY CSI，按CSI协议封包传输以便和支持MIPI DPHY CSI的SoC如海思、瑞星微、全志、NXP、英伟达、TI等对接。因熊猫君做过以上各格式转换为MIPI的工作，深知接口转换的软件工作实际上都大同小异，因此本文以SLVS转MIPI为例描述之。

SLVS是一种低压差、低共模电平传输标准，常见的MIPI DPHY物理层就采用该电平标准，Sony有较多的支持SLVS电平的传感器，但是它们在传输过程中走的协议通常是跟传统的LVDS一致，由Sync Code（同步码）和数据组成。因此，要和通用SoC对接，需要将其转换为标准的MIPI CSI协议才行。那么就以IMX429传感器为例介绍基于低成本的Lattice Crosslink-NX FPGA将SLVS传输的数据转换为标准的MIPI DPHY CSI方案。

该传感器是一颗2/3寸的方形像素彩色图像传感器，总像素为1936（H）*1464（V），像素尺寸4.5μm(H)*4.5μm(V)，12-bit ADC转换，支持最多4通道SLVS输出和2通道SLVS-EC输出，以SLVS接口输出时，All Pixel Scan模式下帧率最高支持到64.1Hz。如下图1所示为SLVS接口的数据格式，其中SAV和EAV为Sync Code，effective pixel为有效像素数据。

图1 SLVS接口数据格式

本方案使用Lattice Crosslink-NX(LIFCL-17)器件将SLVS接口转换为MIPI D-PHY CSI，其中对CMOS的配置由主控完成以保证易操作性。转换软件的主要技术参数如下：

（1）     输入SLVS接口：4通道，594Mbps/Lane；

（2）     输出MIPI接口：4通道，800Mbps/lane，CSI-2协议，连续时钟模式；

（3）     分辨率支持：自适应。

如下图2所示为SLVS转MIPI的软件设计方案。

图２　SLVS转MIPI的软件设计框图

如上图２所示，slvs_receiver模块接收slvs_clk,并将数据通过1：12的去串行化处理，搜索Sync Code并将数据排序生成48bit的并行数据输出到Pingpong Fifo，当一行数据写入完成后向csi2tx_4lane_nocil模块发出请求信号，video_bridge模块从pingpong fifo中读出数据并按照转换为32bit的数据位宽。

slvs_receiver模块自动生成帧起始请求信号、帧结束请求信号和自动统计每行像素所占的字节数共mipi csi-2协议封包使用，因此可以自适应主控配置的任意分辨率。

如下图3~6所示，分别是SLVS转MIPI实物图片和运行测试结果图片。

图3 Sensor测试板，基于LIFCL-40，用作主控配置IMX429并接收其MIPI信号，经简单ISP处理后通过HDMI接口显示

图4 Sensor板背面特写图，采用一颗LIFCL-17 FPGA用于接收Sensor输出的SLVS接口数据并转换为标准MIPI　CSI-2输出。

图5 测试板+Sensor板+镜头

图6 经简单ISP处理的测试效果图

熊猫君手上现成的成套硬件测试平台有：

（1）LVDS转MIPI：Sony IMX250/252；

（2）HiSpi转MIPI：安森美MT9J003；

（3）SLVS转MIPI：Sony IMX429/421；

（4）DVP转MIPI：Sony IMX224/225.