多图像传感器数据采集系统设计与实现

发布时间：2020-03-11 16:49

【摘要】：Android系统作为主流的嵌入式操作系统之一仅能提供对单一图像传感器的支持,因此不能满足人们对多图像传感器的数据采集需求。针对这一问题,文中提出了解决方案。该方案采用FPGA作为传感器采集接口,使用接口共享的方式与传统ARM处理器的图像采集口相连,在用户层采用Android NDK技术控制GPIO使用自定义协议与FPGA交互,最终可以实现对多图像传感器的控制和图像采集。实践证明,该方案可以较好地解决多传感器图像的预览和采集问题,在视频监控、全景成像等领域应用广泛。
【图文】：

208C8，共208个引脚，满足设计要求。首先将所有的8个图像传感器连接到FPGA上，由FPGA进行数据的选通和时序的处理，最终从FPGA引出1组接口与imx536的CSI接口相连，为了进一步压缩所用的引脚数量，考虑到8组传感器的时序具有同步性，我们使用FPGA为所有的传感器提供统一的时钟信号，并在硬件PCB设计上采用等长线设计，这样可以保证所有传感器拥有近似统一的时序特性，因此仅需获取1个传感器的像素时钟信号、行同步信号和场同步信号即可获取整个传感器系统的时序特征，从而达到节省引脚资源的要求。最终的系统框图如图1所示。图1系统硬件互连框图2FPGA与AＲM的接口设计完成了硬件互连设计后，还需要设计FPGA的功能使其允许imx536控制图像传感器，，实现传感器切换、视频预览模式和拍照模式切换等功能。考虑到imx536核心板提供了通用输入输出(GPIO)引脚，我们可以通过GPIO控制FPGA，通过FPGA的内部逻辑实现以上切换功能。FPGA功能由3个模块组成:时钟模块、数据选通模块和控制模块。其中时钟管理模块产生系统工作时钟和8个同频同相时钟作为摄像头的主时钟;数据选通模块与8个传感器的数据引脚相连，根据控制模块的控制信号选通对应的摄像头数据;而控制模块则负责接收AＲM处理器的3个GPIO信号。文中设计中采用了imx536的3个GPIO引脚来实现，分别为模式切换引脚MODE、摄像头选择引脚CHANGE和发送引脚SEND。具体工作流程如下:视频采集模式时MODE引脚为低电平，每当检测到CHANGE引脚的上升沿，FPGA输出的传感器数据依次从1号传感器至8号传感器切换。视频预览模式下的时序图如图2所示，图中CAMn代表来自第n个图像传感器的数据。图2预览模式时序图当MODE引脚置位高电平时系统进入拍照模式，此模式下FPGA会依次发送来自不同摄像?

本文编号：2586313