Hello-FPGA Camera link Full Receiver FMC Card User Manual

Hello-FPGA

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目录

Hello-FPGA Camera link Full Receiver FMC Card User Manual 1

Hello-FPGA Camera link Full Receiver FMC Card User Manual 3

1 Camera link 简介 3

2 Camera link FPGA FULL FMC 5

2.1 硬件特性 5

2.2 结构说明 7

2.3 软件支持 7

2.4 FMC PIN定义 7

3 Camera link 调试接口板 9

3.1 硬件特性 9

Hello-FPGA Camera link Full Receiver FMC Card User Manual

Camera link 简介

Camera Link是一种为工业相机接口应用而设计的串行通信协议标准。它的设计目的是为了标准化科学和工业视频产品的互联,包括摄像机、电缆和帧捕获器。

Camera Link的接口有三种配置Base、Medium、Full,主要是解决数据传输量的问题。Camera Link已经是一个成熟的接口标准,采用LVDS源同步时序传输视频数据,采用串口传输控制数据,采用4对普通LVDS IO传输其他控制信号,主要是触发信号。

图示, 示意图  描述已自动生成

图 1‑1 channel link

Channel link 接口的实施通常使用专用串并转换芯片DS90CR288/7 完成,但是串并转换芯片需要占用较多IO,必须使用HPC FMC才能实施full格式接口,这对部分场景并不友好,而channel link 本质就是串并转换,可以使用FPGA逻辑完成,因此我们设计了1款直接使用FPGA LVDS接口的camera link full 输入接口板,同时扩展了多路FPGA IO ,用于用户拓展接口。

图表, 图示  描述已自动生成

图 1‑2 图解Base、Medium、Full结构

图示, 示意图  描述已自动生成

图 1‑3 专用channel link 串并转换芯片

Camera link FPGA FULL FMC

型号Hello-FPGA CL-R-FULL-FPGA-FMC

硬件特性

▪ 支持Base、Medium、Full模式, LVDS FPGA直连,不仅适用于camera link 数据传输,还适用于其他需要LVDS连接的通用场景

▪ 尺寸63mm x 84mm, 单槽LPC FMC连接器

▪ 采用MDR26标准接口、线缆

▪ 支持对外5V、12V供电,方便用户做更多的外部设备拓展

▪ 支持30(15对差分)GPIO,通过2*18双排2.54mm间距连接器提供给客户,用于进一步拓展功能

▪ Hello-FPGA 同样还提供Camera link的接线板,可将MDR26标准接口线缆的信号转换为螺钉式接线端子上,以方便客户的测试使用

图 2‑1 Hello-FPGA Camera link模块框图

图 2‑2 Hello-FPGA Camera link模块MDR26和36pin排针连接器引脚定义

图 2‑3 Hello-FPGA Camera link板卡正面

图 2‑4 Hello-FPGA Camera link板卡背面

结构说明

  • LPC FMC连接器,使用FMC高密度连接器,符合VITA 57.1标准;
  • X/Y/Z相关相机数据由MDR26接口通过LVDS直接接入到FPGA IO, CC1~CC4相机控制信号以及SerTC、SerTCG串行通信信号则通过DS90LV031/ DS90LV019转换成单端信号后接入到FPGA IO;
  • 模块提供12V对外电源,其驱动功率与FPGA载板相关;
  • 模块提供5V对外电源,其驱动功率最大为5V*2A;
  • 模块提供对外电源VADJ,其驱动电压与功率与FPGA载板相关;

FMC PIN定义

LPC FMC连接器的引脚定义如下:

图示, 示意图  描述已自动生成

图 4‑1 FMC连接器 pin定义

这里的是FMC LPC连接器,其标准定义如下:

图 4‑2 HPC FMC pins(LPC只包含C/D/G/H)

软件支持

Hello-FPGA暂不提供软件支持,大家可以参考:

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ds90cr287.pdf?ts=1716163913988

https://www.zipcores.com/datasheets/camera_link.pdf

GitHub - yxsyxs/cameralink: cameralink take over and send

Camera link 调试接口板

型号Hello-FPGA CL-PROBE-MDR26

为了方便客户的测试使用,Hello-FPGA 同样还提供Camera link的接线板,可将MDR26标准接口线缆的信号转换为螺钉式接线端子上。

硬件特性

▪ 接线板上包括MDR26标准接口和3.81mm间距的螺钉式接线端子,二者间通过等长的差分线直接连接,丝印接口标注明确,用户可以方便接线,板上可选100欧姆差分匹配电阻,方便用户进行测试。

图 3‑1 Hello-FPGA Camera link 接线板接口引脚定义

图 3‑2 Hello-FPGA Camera link 接线板PCB(成品包含连接器等器件)

为什么要学学习指导篇: 对于FPGA初学者来说,什么是FPGA?为什么要学习FPGA?怎么学习FPGA?这三个是我们最先会面对的大问题,我们只有搞明白、弄清楚了这三个问题,才能有目的、有计划的去掌握这门技术,否则,我们学习FPGA的愿望只是空中楼阁而已。学习指导篇包含哪些内容:该篇以什么是FPGA、为什么要学习FPGA、怎么学习FPGA为主线,详细的讲解了FPGA是什么、FPGA有什么用, FPGA发展前景,以及FPGA职业待遇,并且在该基础上,我们还进一步详细讲解了如何从一个什么都不会的FPGA初学者成长到无所不知、无所不能的一个FPGA工程师。 为什么要学数字电路篇: 数字电路是FPGA的敲门砖、垫脚石,为什么这样说呢,因为数字电路主要的内容就是逻辑和时序,而逻辑时序就是FPGA设计的核心。逻辑无非就是门、或门、非门 ,时序无非就是锁存器、触发器、寄存器等等,再复杂的设计也就是用这些基本电路搭起来的,那么我们只有知道了这些基本电路的功能才能搭建出想要的电路。数字电路篇包含了哪些内容:该篇是从数字逻辑最基础的0和1入手,以逻辑代数为基础详细来讲解门、或门、非门等基本门电路的功能,又以基本的门电路为基础,进一步学习了组合逻辑电路,其中不同的或非门组合,可构造出不同的组合逻辑电路,例如编码器、译码器、数据选择器等。接下来在组合逻辑电路的基础上,我们又进一步了解学习时序逻辑电路,时序逻辑电路不同于组合逻辑电路,时序逻辑电路能做到组合电路做不到的事情,那就是让电路具有“记忆”功能,如寄存器、计数器等。最后,我们深入探讨读者最为关心的可编程器件的内部结构和原理,为进一步学习FPGA原理打下了基础。 为什么要学硬件语法篇: 大家都知道软件设计使用软件编程语言,例如我们熟知的C、 Java等等,而FPGA设计使用的是HDL语言,例如VHDL和Verilog HDL,说的直白点, FPGA的设计就是逻辑电路的实现,就是把我们从数字电路中学到的逻辑电路功能,使用硬件描述语言Verilog/NHDL)描述出来,这需要设计人员能够用硬件编程思维来编写代码,以及拥有扎实的数字电路功底。硬件语法篇包含了哪些内容:该篇不仅仅是介绍了Verilog HDL基本概念和语法,更着重讲解了Verilog HDL的基本设计思想及优良的代码书写规范和风格。 为什么要学软件工具篇: Altera的开发环境为Quartus ll, xilinx的开发环境为ISE( IntegratedSoftware Environment ),这里我们选择的是Altera的器件,所以开发环境为Quartus ll, Quartus11开发软件是Altera公司为其FPGA芯片设计的集成化专用开发工具,是Altera最新一代功能更强的集成EDA开发软件,使用Quartus 1l可完成从设计输入,综合适配,仿真验证到下载调试的整个设计过程。Quartus 11集成了Modelsim-Altera, SignalTap工具,可以直接调用来完成设计任务的仿真及调试。软件工具篇包含了哪些内容:该篇不仅讲解了如何使用Quartus 1l软件、ModelSim和SignalTapll软件,还讲解了PLL. ROM,RAM,FIFO、 DDRIP核的使用。从第一个新工程建立,管脚分配,程序下载及工程仿真,工程调试等一系列图文操作手把手带领读者掌握软件的操作,更进一步铺开来详细讲解软件的操作界面及菜单说明,功能使用。解决读者在学习上遇到的最棘手的“软”问题,为进一步学习实战篇奠定了基础。 为什么要学项目实战篇: 前面的篇章多为理论知识,而这一篇是结合开发板实物,从理论上升到实践,将前面的基础知识运用到实际的工程项目当中。项目实战篇包含哪些内容:我们例举三人表决器、数字时钟、多终端点歌系统、数字示波器、数码相框、USB2.0摄像头和千兆网络摄像头这七个实际的工程项目,手把手带领大家从分析工程、分解工程、到最终实现工程。通过逐个解决工程中的实际问题,来学习原汁原味的FPGA设计。本篇一改传统教程里逐个讲解外设的方法,巧妙的将所有外设功能放在实际项目当中讲解,使读者1意X上做到了现现,活学活用。
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