图像--摄像头数据输出格式与传输接口

           一、 数据输出格式

  1. RAW data 格式: CMOS 在将光信号转换为电信号时的电平高低的原始记录,单纯地将没有进行任何处理的图像数据,即摄像元件直接得到的电信号进行数字化处理而得到的。
                               每个pixel只能感光R光或者B光或者G光,每个像素此时存贮的是单色的,即RAW DATA。后续需要ISP处理还原成三基色。
  2. RGB 格式:采用这种编码方法,每种颜色都可用三个变量来表示红色、绿色以及蓝色的强度。每一个像素有三原色 R 红色、G 绿色、B 蓝色组成。
  3. YUV 格式:其中“Y”表示明亮度(Luminance Luma),就是灰阶值;而“U”和“V”表示色度(Chrominance 或 Chroma),是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。

注意:支持 Raw Data 格式的模组,由于感光区域的需求,不会在模组内集成 ISP 以最

大程度的增大感光区域的面积,提高照片质量。模组把原始的数字信号传给 BB

上的DSP 进行处理,MTK 自带的 DSP 一般包含 ISP、JPEG encoder、和 DSP 控

制芯片。在调试的时候图像的效果需要 MTK 在 HAL 层的参数进行支持。

MTK6582、MTK6735、MTK6753等平台均集成了ISP,支持Raw芯片

也有一些AP是不集成ISP的,需要外挂一个,比如RK3128平台。

 

支持RGB/YUV格式的模组,一般会在模组上集成ISP(Image Signal Processor)

原始数据经过AD转换后传输给ISP处理生成YUV标准格式传到BB;这种设计一般适用于低像素Camera的要求,在主板上省掉ISP,可降低成本。

在调试过程中,此格式的摄像头,所有参数都可以在kernel层通过寄存器控制。

 

二、数据传输接口

 常规并口分三部分:输入总线、输出总线、电源

 

  • 输入总线:

PDN 为camera使能管脚,当camera处于PDN模式时,对其一切操作都是无效的;

RESET为复位管脚,一般管脚为低,camera处于硬复位状态,其各个IO恢复到出厂默认状态;

XCLK为camera工作时钟管脚,BB提供camera的 工作时钟;

IIC 为camera与BB的通信管脚,是两者间的通信总线。

 

  • 输出总线:

Data 为camera的数据管脚,可以输出格式有RGB/YUV;

VSYNC为camera 的帧同步信号,一个VSYNC信号结束表示一帧(一个画面)数据已经传输完成;

HSYNC为行同步信号,一个HSYNC信号结束表示一行数据传输完成;

PCLK为像素同步信号,一个PCLK信号结束表示一个数据传输完成。

 

  • 电源线:

DOVDD为camera的GPIO口数字电压;

AVDD为camera的模拟电压;

DVDD为camera的核工作电压。

一般来说,他们三者有如下时序要求:

 

并口定义如下:

MIPI定义如下:

LVDS定义如下:

 

 

三、封装工艺

CSP (chip scale package ) 

封装外壳尺寸最接近籽芯die尺寸的小型封装,1:1.2

优点:封装段由前段制程完成,封装芯片感光面被一层cover glass保护,后段制程设备成本较低、制程时间短。

缺点:光纤穿透力不佳,价格较贵,高度较高,背光穿透鬼影现象;

 

COB ( chip on board )

封装的裸芯片是芯片主体和I/O端子在晶体上方,在焊接时将此裸芯片用导电/导热胶粘接在PCB上(Die bond),凝固后,用Wire Bonder 机将金属丝(Al或Au)在超声、热压的作用下,分别连接在芯片的I/O端子焊区和PCB相对应的焊盘上,测试合格后,再封上树脂胶。

优点:价格低廉,节省空间,工艺成熟;

缺点:需要另配焊接机与封装机,贴片对环境要求严格,无法维修。

 

FLIP CHIP 倒装芯片

硅片直接以倒扣方式安装到PCB从硅片向四周引出I/O,互联的长度大大缩短,减小了RC延迟,有效地提高了电性能。

优点:IO密度更高,面积小,最小最薄的封装。

 

四、主流厂家

              Sensor厂商:

Sony 成为领导者

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

国内公司

GalaxyCore格科微-数码类 、 Super Pix思比科、Himax奇景光电、BYD比亚迪(安防和

车载领域)、pixart原相科技、X-chip上海衡昕电子、斯特威。

 

 

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