圖像--攝像頭數據輸出格式與傳輸接口

? ? ? ? ? ?一、 數據輸出格式

  1. RAW data 格式: CMOS 在將光信號轉換為電信號時的電平高低的原始記錄,單純地將沒有進行任何處理的圖像數據,即攝像元件直接得到的電信號進行數字化處理而得到的。
    ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?每個pixel只能感光R光或者B光或者G光,每個像素此時存貯的是單色的,即RAW DATA。后續需要ISP處理還原成三基色。
  2. RGB 格式:采用這種編碼方法,每種顏色都可用三個變量來表示紅色、綠色以及藍色的強度。每一個像素有三原色 R 紅色、G 綠色、B 藍色組成。
  3. YUV 格式:其中“Y”表示明亮度(Luminance Luma),就是灰階值;而“U”和“V”表示色度(Chrominance 或 Chroma),是描述影像色彩及飽和度,用于指定像素的顏色。

注意:支持 Raw Data 格式的模組,由于感光區域的需求,不會在模組內集成 ISP 以最

大程度的增大感光區域的面積,提高照片質量。模組把原始的數字信號傳給 BB

上的DSP 進行處理,MTK 自帶的 DSP 一般包含 ISP、JPEG encoder、和 DSP 控

制芯片。在調試的時候圖像的效果需要 MTK 在 HAL 層的參數進行支持。

MTK6582、MTK6735、MTK6753等平臺均集成了ISP,支持Raw芯片

也有一些AP是不集成ISP的,需要外掛一個,比如RK3128平臺。

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支持RGB/YUV格式的模組,一般會在模組上集成ISP(Image Signal Processor)

原始數據經過AD轉換后傳輸給ISP處理生成YUV標準格式傳到BB;這種設計一般適用于低像素Camera的要求,在主板上省掉ISP,可降低成本。

在調試過程中,此格式的攝像頭,所有參數都可以在kernel層通過寄存器控制。

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二、數據傳輸接口

?常規并口分三部分:輸入總線、輸出總線、電源

?

  • 輸入總線:

PDN 為camera使能管腳,當camera處于PDN模式時,對其一切操作都是無效的;

RESET為復位管腳,一般管腳為低,camera處于硬復位狀態,其各個IO恢復到出廠默認狀態;

XCLK為camera工作時鐘管腳,BB提供camera的 工作時鐘;

IIC 為camera與BB的通信管腳,是兩者間的通信總線。

?

  • 輸出總線:

Data 為camera的數據管腳,可以輸出格式有RGB/YUV;

VSYNC為camera 的幀同步信號,一個VSYNC信號結束表示一幀(一個畫面)數據已經傳輸完成;

HSYNC為行同步信號,一個HSYNC信號結束表示一行數據傳輸完成;

PCLK為像素同步信號,一個PCLK信號結束表示一個數據傳輸完成。

?

  • 電源線:

DOVDD為camera的GPIO口數字電壓;

AVDD為camera的模擬電壓;

DVDD為camera的核工作電壓。

一般來說,他們三者有如下時序要求:

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并口定義如下:

MIPI定義如下:

LVDS定義如下:

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三、封裝工藝

CSP (chip scale package )?

封裝外殼尺寸最接近籽芯die尺寸的小型封裝,1:1.2

優點:封裝段由前段制程完成,封裝芯片感光面被一層cover glass保護,后段制程設備成本較低、制程時間短。

缺點:光纖穿透力不佳,價格較貴,高度較高,背光穿透鬼影現象;

?

COB ( chip on board )

封裝的裸芯片是芯片主體和I/O端子在晶體上方,在焊接時將此裸芯片用導電/導熱膠粘接在PCB上(Die bond),凝固后,用Wire Bonder 機將金屬絲(Al或Au)在超聲、熱壓的作用下,分別連接在芯片的I/O端子焊區和PCB相對應的焊盤上,測試合格后,再封上樹脂膠。

優點:價格低廉,節省空間,工藝成熟;

缺點:需要另配焊接機與封裝機,貼片對環境要求嚴格,無法維修。

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FLIP CHIP 倒裝芯片

硅片直接以倒扣方式安裝到PCB從硅片向四周引出I/O,互聯的長度大大縮短,減小了RC延遲,有效地提高了電性能。

優點:IO密度更高,面積小,最小最薄的封裝。

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四、主流廠家

? ? ? ? ? ? ? Sensor廠商:

Sony 成為領導者

Samsung 三星、Omnivision 豪威科技、ON semiconductor安森美、Panasonic松下.

國內公司

GalaxyCore格科微-數碼類 、 Super Pix思比科、Himax奇景光電、BYD比亞迪(安防和

車載領域)、pixart原相科技、X-chip上海衡昕電子、斯特威。

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