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裝載攝像功能的產(chǎn)業(yè)設(shè)備有很多。具有代表性的有工廠生產(chǎn)線用檢查/測(cè)定裝置、監(jiān)控?cái)z像頭、醫(yī)療設(shè)備以及物流用搬運(yùn)系統(tǒng)等。另一個(gè)更切身的例子是裝載攝像功能的自動(dòng)販賣機(jī)。
對(duì)開發(fā)這些裝載攝像功能的產(chǎn)業(yè)設(shè)備的工程師來(lái)說(shuō)，一個(gè)頭疼的問(wèn)題就是相機(jī)接口的選擇；以及如何處理相機(jī)接口。產(chǎn)業(yè)設(shè)備的外形尺寸大都比較大，很多時(shí)候都需要延長(zhǎng)相機(jī)模組輸出的影像數(shù)據(jù)的傳輸距離。但目前在嵌入式相機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域廣泛使用的相機(jī)接口--MIPI CSI-2在具有支持高速?低功耗等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，其傳輸距離卻只有30cm左右。因此迫切需要找到延長(zhǎng)傳輸距離的方法。
應(yīng)該使用什么方法呢？其中一個(gè)方法就是活用對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腟erDes（ “Serializer”和 “Deserializer”的組合術(shù)語(yǔ)）。具體來(lái)說(shuō)，可以在需要延長(zhǎng)的傳輸線路前后、相機(jī)模組一側(cè)安裝傳送IC；在讀取攝像鎖的圖像的系統(tǒng)一側(cè)安裝接收IC，來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)線纜的效果（圖1）。
但是在這里我們遇到了一個(gè)問(wèn)題。那就是「如何在設(shè)計(jì)初期階段確認(rèn)相機(jī)系統(tǒng)是否在保證足夠傳輸距離的情況下運(yùn)作？」。在硬件和軟件準(zhǔn)備完畢后進(jìn)行設(shè)計(jì)?試作后終于能確認(rèn)其性能，但如果發(fā)現(xiàn)它不能正常運(yùn)作或傳輸距離不足的話，就必須重新設(shè)計(jì)；這樣就會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間與成本。
對(duì)開發(fā)這些裝載攝像功能的產(chǎn)業(yè)設(shè)備的工程師來(lái)說(shuō)，一個(gè)頭疼的問(wèn)題就是相機(jī)接口的選擇；以及如何處理相機(jī)接口。產(chǎn)業(yè)設(shè)備的外形尺寸大都比較大，很多時(shí)候都需要延長(zhǎng)相機(jī)模組輸出的影像數(shù)據(jù)的傳輸距離。但目前在嵌入式相機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域廣泛使用的相機(jī)接口--MIPI CSI-2在具有支持高速?低功耗等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，其傳輸距離卻只有30cm左右。因此迫切需要找到延長(zhǎng)傳輸距離的方法。
應(yīng)該使用什么方法呢？其中一個(gè)方法就是活用對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腟erDes（ “Serializer”和 “Deserializer”的組合術(shù)語(yǔ)）。具體來(lái)說(shuō)，可以在需要延長(zhǎng)的傳輸線路前后、相機(jī)模組一側(cè)安裝傳送IC；在讀取攝像鎖的圖像的系統(tǒng)一側(cè)安裝接收IC，來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)線纜的效果（圖1）。
圖1 通過(guò)遠(yuǎn)距離傳輸接口來(lái)延長(zhǎng)線纜
但是在這里我們遇到了一個(gè)問(wèn)題。那就是「如何在設(shè)計(jì)初期階段確認(rèn)相機(jī)系統(tǒng)是否在保證足夠傳輸距離的情況下運(yùn)作？」。在硬件和軟件準(zhǔn)備完畢后進(jìn)行設(shè)計(jì)?試作后終于能確認(rèn)其性能，但如果發(fā)現(xiàn)它不能正常運(yùn)作或傳輸距離不足的話，就必須重新設(shè)計(jì)；這樣就會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間與成本。
并沒有對(duì)設(shè)計(jì)初期階段測(cè)評(píng)最適用的測(cè)評(píng)工具
為了避免這種情況，最好在設(shè)計(jì)初期階段就能事先進(jìn)行動(dòng)作檢查并評(píng)估其傳輸能力。也就是將裝載計(jì)劃使用的相機(jī)傳感器的相機(jī)模組以及傳送IC/接收IC和線纜等實(shí)際組裝后試著傳輸影響信號(hào)，確認(rèn)其是否正常運(yùn)作、是否能傳輸足夠的距離等。
所有擁有SerDes系列產(chǎn)品的半導(dǎo)體廠商都會(huì)提供評(píng)價(jià)板供客戶進(jìn)行事前測(cè)評(píng)。例如本公司（THine Electronics）就分別提供裝載傳送IC「THCV241A」的評(píng)價(jià)板與裝載接收IC「THCV242A」的評(píng)價(jià)板。
但在設(shè)計(jì)初期階段想要活用這些評(píng)價(jià)板也并非易事。在開始測(cè)評(píng)之前就需要對(duì)硬件和軟件兩方面都下足功夫。
所有擁有SerDes系列產(chǎn)品的半導(dǎo)體廠商都會(huì)提供評(píng)價(jià)板供客戶進(jìn)行事前測(cè)評(píng)。例如本公司（THine Electronics）就分別提供裝載傳送IC「THCV241A」的評(píng)價(jià)板與裝載接收IC「THCV242A」的評(píng)價(jià)板。
但在設(shè)計(jì)初期階段想要活用這些評(píng)價(jià)板也并非易事。在開始測(cè)評(píng)之前就需要對(duì)硬件和軟件兩方面都下足功夫。
從事前測(cè)評(píng)階段就需要開發(fā)硬件與軟件
具體來(lái)說(shuō)需要做哪些工作呢？
首先從硬件的角度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的評(píng)價(jià)板并不朝向特定的市場(chǎng)和用途，通用性非常強(qiáng)。例如MIPI CSI-2的輸入/輸出連接器上使用的是針接頭，易于使用；但基本上不存在不經(jīng)加工就可連接起來(lái)的相機(jī)模組與圖像讀取平臺(tái)。此外，遠(yuǎn)距離傳輸部分V-by-One HS的輸入/輸出連接器也采用了通用性很高的SMA連接器，其規(guī)格便于客戶制作?連接可轉(zhuǎn)換成任意連接器的評(píng)價(jià)板；但可連接SMA連接器的遠(yuǎn)距離傳輸線纜卻很少見。因此，即便客戶為了事前測(cè)評(píng)要連接特定的設(shè)備與線纜，也無(wú)法避免硬件設(shè)計(jì)工作。
其次是從軟件的角度來(lái)說(shuō)，相機(jī)模組、SerDes 、圖像讀取平臺(tái)都需要設(shè)置和環(huán)境搭建。以傳送IC/接收IC為例，需要配合影像信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速度與影像信號(hào)/控制信號(hào)構(gòu)成傳輸線路，來(lái)描述注冊(cè)碼。通常，事前測(cè)評(píng)是為了減少設(shè)計(jì)后的設(shè)計(jì)後の返工，但如果像這樣投入大量資源進(jìn)行事前測(cè)評(píng)，則會(huì)本末倒置。
首先從硬件的角度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的評(píng)價(jià)板并不朝向特定的市場(chǎng)和用途，通用性非常強(qiáng)。例如MIPI CSI-2的輸入/輸出連接器上使用的是針接頭，易于使用；但基本上不存在不經(jīng)加工就可連接起來(lái)的相機(jī)模組與圖像讀取平臺(tái)。此外，遠(yuǎn)距離傳輸部分V-by-One HS的輸入/輸出連接器也采用了通用性很高的SMA連接器，其規(guī)格便于客戶制作?連接可轉(zhuǎn)換成任意連接器的評(píng)價(jià)板；但可連接SMA連接器的遠(yuǎn)距離傳輸線纜卻很少見。因此，即便客戶為了事前測(cè)評(píng)要連接特定的設(shè)備與線纜，也無(wú)法避免硬件設(shè)計(jì)工作。
其次是從軟件的角度來(lái)說(shuō)，相機(jī)模組、SerDes 、圖像讀取平臺(tái)都需要設(shè)置和環(huán)境搭建。以傳送IC/接收IC為例，需要配合影像信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速度與影像信號(hào)/控制信號(hào)構(gòu)成傳輸線路，來(lái)描述注冊(cè)碼。通常，事前測(cè)評(píng)是為了減少設(shè)計(jì)后的設(shè)計(jì)後の返工，但如果像這樣投入大量資源進(jìn)行事前測(cè)評(píng)，則會(huì)本末倒置。
可從出現(xiàn)圖像的狀態(tài)開始
因此，本公司準(zhǔn)備了「MIPI相機(jī)SerDes入門套件」，專注于減少將SerDes適用于產(chǎn)業(yè)設(shè)備用嵌入式攝像頭所需的時(shí)間和成本負(fù)擔(dān)。硬件配置包括裝載了對(duì)應(yīng)V-by-One HS的傳送IC「THCV241A」的送信板和裝載了接收IC「THCV242A」的收信板、使用RJ-45連接器的以太網(wǎng)線。將對(duì)應(yīng)送信板的相機(jī)模組和送信板指定的采集卡（圖像讀取裝置）分別與兩塊板連接，然后送信板與收信板之間再用以太網(wǎng)線連接（圖２）。使用這個(gè)工具，就不需要進(jìn)行硬件方面的開發(fā)、以及軟件方面的開發(fā)與環(huán)境配置，在剛出現(xiàn)圖像的狀態(tài)起就能開始SerDes測(cè)評(píng)。
下面就來(lái)說(shuō)明一下我們是如何省去硬件?軟件兩方面的開發(fā)和環(huán)境配置而讓影像顯示出來(lái)的。
首先在硬件方面，我們指定可對(duì)應(yīng)的市售相機(jī)模組和圖像讀取環(huán)境，并事先匹配了送信板與收信板的連接器進(jìn)行連接。其次，在軟件方面，通過(guò)能確保其運(yùn)作的一組軟件（※由本公司或第三方提供），無(wú)需客戶來(lái)準(zhǔn)備?？蓪?duì)應(yīng)的市售相機(jī)模組包括Shikino High Tech的130萬(wàn)（1.3M）像素產(chǎn)品、德國(guó)FRAMOS的200萬(wàn)（２M）像素產(chǎn)品以及500萬(wàn)（５M）像素產(chǎn)品、800萬(wàn)（８M）像素產(chǎn)品，共4款產(chǎn)品（圖３）。這些都是各公司提供的產(chǎn)業(yè)設(shè)備用嵌入式相機(jī)模組。圖像讀取環(huán)境的采集卡則指定中國(guó)DOTHINKEY的產(chǎn)品。該公司的采集卡在中國(guó)市場(chǎng)上被廣泛使用，以性價(jià)比高而出名。
此外，連接送信板與收信板的遠(yuǎn)距離傳輸線上使用在產(chǎn)業(yè)設(shè)備領(lǐng)域被廣泛使用的RJ-45連接器。使用RJ-45的以太網(wǎng)線容易入手，即便只需要一根能達(dá)到CAT6、CAT7這樣不同的傳輸品質(zhì)級(jí)別的線也很容易入手。且線纜的長(zhǎng)度也有很多選擇，并且可簡(jiǎn)單制作成自己所需的長(zhǎng)度，因此在傳輸?shù)臏y(cè)評(píng)上得分很高。而且，本套工具還附有確認(rèn)運(yùn)作用的線。
這樣客戶就可以適用這套工具在剛出圖的狀態(tài)就開始進(jìn)行SerDes的事前測(cè)評(píng)，并通過(guò)替換以太網(wǎng)線來(lái)確認(rèn)傳輸能力，對(duì)線纜適用進(jìn)行初期探討。特別是若客戶將RJ-45連接器與以太網(wǎng)線適用于量產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，就能獲得更高的測(cè)評(píng)結(jié)果。
圖２ 「嵌入式攝像頭用SerDes入門套件」的系統(tǒng)構(gòu)成
下面就來(lái)說(shuō)明一下我們是如何省去硬件?軟件兩方面的開發(fā)和環(huán)境配置而讓影像顯示出來(lái)的。
首先在硬件方面，我們指定可對(duì)應(yīng)的市售相機(jī)模組和圖像讀取環(huán)境，并事先匹配了送信板與收信板的連接器進(jìn)行連接。其次，在軟件方面，通過(guò)能確保其運(yùn)作的一組軟件（※由本公司或第三方提供），無(wú)需客戶來(lái)準(zhǔn)備?？蓪?duì)應(yīng)的市售相機(jī)模組包括Shikino High Tech的130萬(wàn)（1.3M）像素產(chǎn)品、德國(guó)FRAMOS的200萬(wàn)（２M）像素產(chǎn)品以及500萬(wàn)（５M）像素產(chǎn)品、800萬(wàn)（８M）像素產(chǎn)品，共4款產(chǎn)品（圖３）。這些都是各公司提供的產(chǎn)業(yè)設(shè)備用嵌入式相機(jī)模組。圖像讀取環(huán)境的采集卡則指定中國(guó)DOTHINKEY的產(chǎn)品。該公司的采集卡在中國(guó)市場(chǎng)上被廣泛使用，以性價(jià)比高而出名。
圖３ 對(duì)應(yīng)的相機(jī)模組產(chǎn)品陣容
此外，連接送信板與收信板的遠(yuǎn)距離傳輸線上使用在產(chǎn)業(yè)設(shè)備領(lǐng)域被廣泛使用的RJ-45連接器。使用RJ-45的以太網(wǎng)線容易入手，即便只需要一根能達(dá)到CAT6、CAT7這樣不同的傳輸品質(zhì)級(jí)別的線也很容易入手。且線纜的長(zhǎng)度也有很多選擇，并且可簡(jiǎn)單制作成自己所需的長(zhǎng)度，因此在傳輸?shù)臏y(cè)評(píng)上得分很高。而且，本套工具還附有確認(rèn)運(yùn)作用的線。
這樣客戶就可以適用這套工具在剛出圖的狀態(tài)就開始進(jìn)行SerDes的事前測(cè)評(píng)，并通過(guò)替換以太網(wǎng)線來(lái)確認(rèn)傳輸能力，對(duì)線纜適用進(jìn)行初期探討。特別是若客戶將RJ-45連接器與以太網(wǎng)線適用于量產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，就能獲得更高的測(cè)評(píng)結(jié)果。
作為參考設(shè)計(jì)的入門套件
如果在SerDes的事前測(cè)評(píng)中確定了可行性，之后我們就將轉(zhuǎn)向用戶案件的設(shè)計(jì)工作，也就是轉(zhuǎn)向所謂的「量產(chǎn)設(shè)計(jì)」。在量產(chǎn)設(shè)計(jì)中本工具也能起到很大的作用。
本公司還將向客戶提供本套工具包含的送信/收信板的回路圖、BOM（零件清單）以及「THCV241A」、「THCV242A」の注冊(cè)碼。這樣一來(lái)，出圖狀態(tài)下的硬件/軟件環(huán)境會(huì)將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)為「能出圖的正確參數(shù)」，作為量產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)的參考設(shè)計(jì)也能起到作用。客戶將這一「正確參數(shù)」與任意設(shè)計(jì)對(duì)照，也能易于進(jìn)行驗(yàn)證和排除故障。
本公司還將向客戶提供本套工具包含的送信/收信板的回路圖、BOM（零件清單）以及「THCV241A」、「THCV242A」の注冊(cè)碼。這樣一來(lái)，出圖狀態(tài)下的硬件/軟件環(huán)境會(huì)將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)為「能出圖的正確參數(shù)」，作為量產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)的參考設(shè)計(jì)也能起到作用。客戶將這一「正確參數(shù)」與任意設(shè)計(jì)對(duì)照，也能易于進(jìn)行驗(yàn)證和排除故障。
備份量產(chǎn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移、GUI注冊(cè)生成工具
除了構(gòu)成本套工具的「THCV241A」、「THCV242A」的參考注冊(cè)碼，我們還開始同時(shí)提供可自動(dòng)生成注冊(cè)碼的專用GUI（Graphical User Interface）工具（圖４）。使用此GUI工具，可自動(dòng)生成能對(duì)應(yīng)客戶選擇的任意相機(jī)模組以及周邊設(shè)備配置的參考注冊(cè)碼。過(guò)去需要解讀Data Sheet或應(yīng)用程序、寄存器圖等，幾乎要從零開始編寫代碼；但使用此GUI工具就能大幅減輕這些作業(yè)的負(fù)擔(dān)。
圖5總結(jié)了上述過(guò)程。此入門套件通過(guò)逐步分解客戶的SerDes導(dǎo)入過(guò)程來(lái)降低其障礙。
圖４ GUI注冊(cè)碼生成工具
圖5總結(jié)了上述過(guò)程。此入門套件通過(guò)逐步分解客戶的SerDes導(dǎo)入過(guò)程來(lái)降低其障礙。
圖５ 入門套件提供的SerDes開發(fā)流程
今后也計(jì)劃擴(kuò)充陣容以滿足各種攝像頭需求
在入門套件中，為了確保默認(rèn)狀態(tài)下的正常運(yùn)作，事先固定了可對(duì)應(yīng)的相機(jī)模組、網(wǎng)線（連接器、線束）、采集卡的配置。其結(jié)果不可否認(rèn)的是限定了其可對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品陣容和需求。這次發(fā)布了第一個(gè)入門套件后，我們會(huì)在聆聽客戶反饋的同時(shí)，繼續(xù)擴(kuò)充產(chǎn)品陣容。
以上
以上
