标签: IMX178

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，当然也能用做SLVS-EC的接口。关于SLVS-EC接口，后面会抽时间开发一下。 良子USB，20250405 专注USB3.0、FPGA、PCIE、定制UVC摄像头 VX:15940187710

一、TEST工程前面已经创建、运行起来了，这里简单分析一下工作代码。由于工程比较大，各种控制隐藏的比较深，不花点时间还一时半会不能理解。当然，这里也不会面面俱到，详细分析每一段代码，这里主要挑选两条线进行分析，一个MCB对外的P0控制接口，另外一个是调试时用的6种数据模式。这些内容适合刚入门的，高手的可以忽略。TEST工程主界面如下： 1、约束文件example_top.ucf，处理引脚锁定的，前面我们修改过这个文件。 2、debug调试的三个文件，分别是icon、ila、vio，后面分稍详细分析一些。 3、DDR3读写主文件，DDR3黑盒子文件、时钟及PLL相关文件、顶层文件。 4、右侧窗口显示的是工程的顶层文件example_top.v的内容，参数宏定义，72行-119行，这部分参数是前面MIG生成DDR3核的过程中定义的。 二、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图：行号105到128行， 是引脚定义，实际上连接到DDR3上的引脚。第一个信号calib_done信号比较重要，程序下载到FPGA芯片里后，这个引脚会变高。如果电路板硬件有问题的话，这个引脚为保持为低。 三、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图：140行定义的是6个端口仅使能了P0端口；148行是修改后的PLL相关设置，图中说明的非常详细。 四、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图：行号457开始的是与DEBUG相关的几个信号，包含VIO信号；472行是输出内部的校准信号calib_done；497行是例化PLL时钟相关的模块。 五、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图：从512行开始的是DDR3的例化黑盒子模块，这部分及其下层代码都是加密的，用户无需关注。用户只需要关注DDR3核开放给用记的三组接口就行。 六、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图：626行说明的是6个端口，641开始的是P0口的三组信号，这里仅说明P0，其它5个口类似。 七、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图：行号830开始，例化的是DDR3读写模块，是主要的P0口读写文件。 八、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图：行号1039开始，是关于调试的，包括后面的icon、ila和 vio三个模块。其中下面3指出的是VIO相关的3个信号，用来设置6种测试模式的，后面会有介绍。 九、继续看顶层文件example_top.v的内容，如下图： 是chipscope调试时用的三个模块例化，再往后是三个模块的声明。至此，主文件分析完毕 。 良子USB，20200215 专注USB3.0、FPGA、PCIE、定制UVC摄像头 QQ:392425239