原创 基于ARTIX7的FPGA+DDR3+USB3的摄像头开发板1

 一、基于SPARTAN6的USB3摄像头开发板已经完成有几年了，为适合最近的项目需求，又重新设计了一款基于ARTIX7的USB3电路板。总体设计目标基本一致，都是想胜任通用USB3的数据采集及工业相机的开发，所以电路板的硬件结构都一样，都是基于FPGA+DDR3+USB3的结构。FPGA选择的是484引脚的XC7A35TFGG484的，DDR3选择的是MT41J128M16，用来做图像数据的帧缓存，USB3芯片还是常用的CYUSB3014。电路板总体结构如下：

二、电路板上的主要部分简单介绍如下：

1、FPGA主芯片，A7的XC7A35TFGG484的，用做主控芯片；

2、USB3.0芯片，型号是CYUSB4014BZXI，USB3数据传输的；

3、DDR3芯片，型号是MT41J128M16，用做图像数据帧缓存的；

4、外部连接器，可以将摄像头子板的，如IMX178的，IMX287的，IM273的子板。引脚是100PIN的，分别连接到了FPGA的两个独立的BANK上，分别是BANK34和BANK35上。

5、USB3连接器，TYPE-B接口，比较结实的这种连接器。后面的USB4开发板会全部转向TYPE-C接口；

6、电源芯片两个，LDO类型的，提供给USB3芯片3.3V和1.2V，独立供电；

7、FPGA的电源芯片，三个电压为别是内核的1.0V，DDR3的1.5V和独立的3.3V；

8、FPGA的GTX电源芯片三个，分别是1.0V、1.2V和1.8V；

9、BANK35的单独供电芯片，默认是1.8V，用户可以自己更改这个电压；

10、BANK34的单独供电芯片，默认是1.8V，用户可以自己更改这个电压；

11、调试用的4个LED指示灯，还有一个FPGA配置好的指示灯；

12、调试用的4个按键；

13、USB3用的启动方式拔码开关，可以设置成从USB3启动还是从SPI FLASH芯片启动。8脚SOP芯片是SPI FLASH芯片；

14、外部供电及电源开关。电路板一般从USB3电缆取电就行；

15、FGPA的JTAG下载接口；

16、DDR3的端接电压芯片；

三、以下是电路板连接摄像头子板的示意图

上图摄像头是用的IMX273或者是IMX287，当然也可以接之前的IMX178。这些摄像头都是Sub-LVDS接口的，开发板也可以MIPI接口的摄像头，后面再作介绍。

四、电路板硬件准备好了，后面会重点说明一下IMX273摄像头的开发。类似的方案已经用在了多个项目上了，下面简单介绍几种应用。一是应用于口腔扫描仪，二是标准的工业相机。后面会有专门的帖子说明这方面的应用。

五、除了前面介绍的ARTIX7硬件电路板，适合项目应用的还有K7的以及ECP5的工业相机开发板。后面还会推出国产易灵斯FPGA的USB3.2开发板。

这是一个基于K7的FPGA+DDR3+USB3的通用开发板，硬件结构基本上和前面的电路板是一致的。

这是一个基于LATTICE的FPGA的开发板，具体系列是ECP5的，设计这款开发板主要目的是为了开发工业相机。ECP5的FPGA可以支持多种摄像头的接口，包括LVDS、Susb-Lvds、SLVS和MIPI的，当然也能用途SLVS-EC的接口。关于SLVS-EC接口，后面会抽时间开发一下。