高帧频CMOS相机研发方案-Toy模板网

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前言

项目需要，花2个月采用K7 FPGA+IMX4XX（索尼的感光芯片）+88X3310（美满的10G PHY）方案完成了一个760fps具有10G RJ45以太网UDP输出视频的高帧频相机研发，毕竟连1000fps都没有突破，所以称为高帧频还是有些心虚的。

一、感光芯片

采用的是索尼的高帧频感光芯片IMX42X，芯片有8通道差分输出，可配置为SLVS或SLVS-EC。由于担心SLVS-EC的差分摆幅接近K7 GTX的输入摆幅下限，怕出问题，再加上SLVS-EC的编码数据处理麻烦，就采用了SLVS,看了下最高速率，完全在K7的LVDS范围内。SLVS到k7的lvds可以通过电阻网络实现匹配，嫌麻烦，懒得去调试电阻，直接采用了德国的转换芯片MC20901，便宜又省事。
感光芯片的SLVS能够输出760fps的视频数据，掐指一算纯有效数据带宽就3Gbit/s，若加上编码，帧头，帧尾等零碎，千兆以太网干不了这个活啊，只好采用万兆以太网，不过的确有点浪费。

二、RJ45万兆以太网

万兆以太网的PHY芯片采用了88X3310，设计时没细看上百页的手册，结果埋下一颗大雷。它上电后需要首先加载firmware，然后才进行初始化，自协商等操作，由于硬件没有预留加载firmware的存储器和接口，可把我吓坏了！！还好，仔细读手册发现竟然可以通过MDIO也能将外部firmware加载到88X3310，只剩一个问题了：外部firmware存储到哪里去呢？天无绝人之路，FPGA的配置存储器足够大，那在存储配置文件后，可不可以将firmware存到这里呢？
一顿摸索测试，终于搞清了firmware的数据格式，严重怀疑官网的诚意竟然没有放firmware的格式文档。在vivado下通过TCL指令，将firmware转换为mcs后，将该文件烧写到了存储器中足够大的起始地址，起始地址选择上注意要为默认的FPGA配置文件留够空间。
搞定了mdio加载firmware，剩下的就是常规的FPGA内的逻辑设计了。
万兆以太网本来也考虑光纤来着，后觉得光口太大，光纤又不如网线方便可靠，办公室的6类网线就能实现万兆网的传输，这也是选择RJ45万兆网的重要原因。

三、FPGA

FPGA的活最喜欢了，写着写着一不小心就全写完了，主要实现了：MDIO加载firmware，SPI配置IMX42X，8通道SLVS接收视频数据并实现通道对齐和串并转换，DDR3缓存数据，UDP发送数据，10G MAC设置与调用，RAUI接口配置。
FPGA逻辑搞定后，测试几天，相机搞定，通过办公室的常用6类网线连接到万兆网卡上，一切正常！文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-641548.html

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