Camera GMSL - Virtual Channel 、Video Pipe、Stream ID概念

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已于 2025-07-23 10:52:13 修改

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分类专栏： Camera GMSL 文章标签： GMSL MAX9296 Virtual Channel Jetson Orin

于 2025-07-15 12:12:52 首次发布

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一、虚拟通道（VC, Virtual Channel）

1，什么是虚拟通道（VC）？

虚拟通道是 MIPI CSI-2 接口中的一个重要概念。

它允许多个独立的视频流源共享同一组物理的MIPI数据通道（Lane）进行传输。

每个虚拟通道都有单独的编号（通常从VC0到VC3或更多，最多支持16个VC通道），CSI-2数据包中包含VC编号字段：

数据包结构举例：
| VC编号 | 数据类型(DT) | 数据Payload |

VC编号可取值为0~3（基本模式）或0~15（扩展模式）

2，虚拟通道的作用：

• 同时传输多个摄像头视频：

单个MIPI接口接多个摄像头传感器时，每个摄像头占用一个独立的虚拟通道，数据互不干扰。

• 区分不同数据类型：

单个摄像头传输多种类型数据（如图像、嵌入式数据）时，也可利用虚拟通道进行数据流区分。

3，举个例子：

假设两个摄像头共享一个MIPI接口：

摄像头	虚拟通道
前视摄像头	VC=0
后视摄像头	VC=1

芯片收到数据后，通过虚拟通道号来区分数据分别属于哪个摄像头。

二、视频通道（Video Pipes）

1，什么是视频通道（Video Pipes）？

视频通道（Pipe）是芯片内部的一种逻辑数据路径，用于处理并转发CSI-2数据到后续的链路传输阶段（GMSL传输链路）。

芯片如MAX9295D，内部会定义多个视频Pipe（如X、Y、Z、U）：

CSI-2数据输入 → [芯片内部MIPI控制器] → 视频Pipe → GMSL链路发送出去

每个视频Pipe可以独立开启或关闭、独立配置DT、VC过滤设置，以灵活管理从CSI-2到GMSL的数据传输。

2，视频通道的作用：

•允许芯片内部灵活地对不同数据流进行单独处理；

•支持不同数据通道（CSI端口A、端口B）映射到指定的视频Pipe上；

•可以通过Pipe过滤指定的数据类型或虚拟通道。

3，举个例子：

芯片默认的视频Pipe映射方式：

•CSI端口A的数据默认发送到 Pipe X；

•CSI端口B的数据默认发送到 Pipe Z。

比如你接入了两个摄像头：

CSI端口A → 摄像头1（RAW数据）
CSI端口B → 摄像头2（YUV数据）

则默认数据流动为：

摄像头1 (CSI端口A) → Pipe X
摄像头2 (CSI端口B) → Pipe Z

Pipe 可以单独启用或禁用，可以对输入的数据流进行过滤，例如只传送RAW格式的数据，YUV数据则屏蔽掉。

三、Stream ID

1，什么是Stream ID？

Stream ID（流标识符）是视频数据在从加串器（Serializer）传输到解串器（Deserializer）的链路上传输时所附带的标识。

Serializer 将数据发送给 Deserializer 时，每个 Pipe 的数据都需赋予一个独特的Stream ID，Deserializer 根据这个ID确定数据的去向，避免混乱。

视频数据在Serializer → GMSL链路 → Deserializer:
视频Pipe X的数据 → Stream ID=0
视频Pipe Z的数据 → Stream ID=2

Deserializer接收数据后：
Stream ID=0的数据 → 映射到解串器输出端口0
Stream ID=2的数据 → 映射到解串器输出端口2

2， Stream ID的作用：

•用于区分和路由多个视频流在链路传输中的数据；

•尤其适用于“多个加串器对应单个解串器”这种复杂的网络拓扑结构，防止数据混乱。

3，举个例子：

当你有多个Serializer发送数据给单个Deserializer时：

Serializer序号	视频Pipe	Stream ID
Serializer A	Pipe X	0
Serializer A	Pipe Z	1
Serializer B	Pipe X	2
Serializer B	Pipe Z	3

Deserializer收到数据后，根据Stream ID明确区分数据源：

•Stream ID=0 → Serializer A 的 Pipe X

•Stream ID=1 → Serializer A 的 Pipe Z

•Stream ID=2 → Serializer B 的 Pipe X

•Stream ID=3 → Serializer B 的 Pipe Z

这样数据即使在链路上传输合并，也能被正确识别和区分。

四、三者之间的关系总结：

[SENSOR] → CSI‑2   -----→     [MAX9295]
               lane: 0 1 2 3
                VC = N (相同)

pipe mapping:
lane0 -> pipe X
lane1 -> pipe Y
lane2 -> pipe Z
lane3 -> pipe U

加串器MAX9295配置：
 - 每个pipe设置允许VC N（VC_SELZ）
 - 为pipe X/Y/Z/U分别分配Stream ID 0/1/2/3（TX_STR_SEL）

GMSL2 发送：
 - packets + Stream IDs ->对应pipe数据传输到MAX9296

MAX9296 解串：
 - 根据 Stream ID 恢复 pipe 顺序
 - 拆分为四条 CSI 输出或合并送往 CSI‑2 接口
 - 包内 VC 字段同样保留，用于上层 demux

项目	定义	作用
Virtual Channel	MIPI CSI‑2 报头标签，标识 pixel stream	区分多路流，可用于 multiplexing
Video Pipe	MAX9295 内部数据 lane 对应处理单元（X, Y, Z, U）	并行处理每条 lane，承载 VC 数据
Stream ID	GMSL2 链路中的 pipe 标识，值 0–3	解串时路由回正确 pipe 避免冲突、