Zynq开发-使用PYNQ快速入门摄像头MIPI驱动(OV5640)-overlay设计

本文主要是介绍Zynq开发-使用PYNQ快速入门摄像头MIPI驱动(OV5640)-overlay设计,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

1. 简介

2. Overlay 设计

2.1 总体设计

2.2 MIPI 子系统

2.3 去马赛克

2.4 AXI_IIC

3. 注意事项

4. 总结


1. 简介

本文是关于《Zynq开发-使用PYNQ快速入门摄像头MIPI驱动(OV5640)-CSDN博客》的博客文章,涉及了overlay设计的Vivado工程细节。在使用PYNQ调试MIPI驱动之前,需要搭建一些基本的IP核。这个过程并不复杂,因为Xilinx已经提供了相当完善的IP核体系。

Vivado 对应版本:2022.1

摄像头型号:Digilent Pcam 5C

开发板型号:KV260

2. Overlay 设计

2.1 总体设计

本文提供了附带PDF文件,请参阅附件资源。文章通过一个简单的工程示例,演示了如何成功运行MIPI驱动的完整链路。

构建完整的工程需要将bit文件和hwh文件一并拷贝至PYNQ环境中,并使用overlay进行加载。

加载过程同样非常简单:

from pynq import Overlay
ol = Overlay("your.bit")

关于HWH的解释:
HWH(Hardware Handoff)是硬件托管文件,是一种包含硬件设计详细信息的文件。它由Vivado在生成比特流文件时自动生成。HWH文件采用XML格式,包含设计中使用的IP核、接口、层次结构、时钟、中断等相关信息。

2.2 MIPI 子系统

从 Block Design 中IP接口来看,mipi子系统的连接方式非常简单,其实 MIPI CSI-2 Rx Subsystem 是包含三个主要的 IP Core:

  • MIPI PHY,物理层,负责处理物理层面的MIPI接口,将MIPI协议中的电信号转换为逻辑信号,并将其传递给接收端。
  • MIPI CSI-2 Rx Controller,CSI-2 接收控制器,是MIPI CSI-2接收子系统的核心部分。它接收来自MIPI PHY的数据流,并解析其中的CSI-2协议,提取出图像数据和控制信息。
  • Video Format Bridge,视频格式桥接器,将从MIPI CSI-2 Rx Controller接收到的图像数据流转换为特定的视频格式,以便后续的处理或显示。

创建该 IP 的 TCL 命令如下:

  # Create instance: mipi_csi2_rx_subsyst_0, and set propertiesset mipi_csi2_rx_subsyst_0 [ create_bd_cell -type ip -vlnv xilinx.com:ip:mipi_csi2_rx_subsystem:5.1 mipi_csi2_rx_subsyst_0 ]set_property -dict [ list \CONFIG.CLK_LANE_IO_LOC {D7} \CONFIG.CLK_LANE_IO_LOC_NAME {IO_L13P_T2L_N0_GC_QBC_66} \CONFIG.CMN_NUM_LANES {2} \CONFIG.CMN_PXL_FORMAT {RAW10} \CONFIG.CSI_EMB_NON_IMG {false} \CONFIG.C_CLK_LANE_IO_POSITION {26} \CONFIG.C_CSI_EN_ACTIVELANES {true} \CONFIG.C_CSI_FILTER_USERDATATYPE {false} \CONFIG.C_DATA_LANE0_IO_POSITION {28} \CONFIG.C_DATA_LANE1_IO_POSITION {30} \CONFIG.C_DPHY_LANES {2} \CONFIG.C_EN_BG0_PIN0 {false} \CONFIG.C_EN_BG1_PIN0 {false} \CONFIG.C_EN_CSI_V2_0 {true} \CONFIG.C_EN_TIMEOUT_REGS {false} \CONFIG.C_HS_LINE_RATE {672} \CONFIG.C_HS_SETTLE_NS {149} \CONFIG.DATA_LANE0_IO_LOC {E5} \CONFIG.DATA_LANE0_IO_LOC_NAME {IO_L14P_T2L_N2_GC_66} \CONFIG.DATA_LANE1_IO_LOC {G6} \CONFIG.DATA_LANE1_IO_LOC_NAME {IO_L15P_T2L_N4_AD11P_66} \CONFIG.DPHYRX_BOARD_INTERFACE {som240_1_connector_mipi_csi_raspi} \CONFIG.DPY_EN_REG_IF {true} \CONFIG.DPY_LINE_RATE {672} \CONFIG.HP_IO_BANK_SELECTION {66} \CONFIG.SupportLevel {1} \CONFIG.VFB_TU_WIDTH {96} \] $mipi_csi2_rx_subsyst_0

2.3 去马赛克

去马赛克模块的驱动如下:

WIDTH = 1280
HEIGHT = 720demo = ol.v_demosaic_0
demo.write(0x10,WIDTH)
demo.write(0x18,HEIGHT)
demo.write(0x28,0x03)
demo.write(0x00,0x81)

OV5640摄像头是包含去马赛克功能的,本文并没有使用,因为后续文中会在此基础上,添加图像处理 IP Cores。本文的重点也是放在 MIPI 驱动上。

2.4 AXI_IIC

  # Create instance: axi_iic_0, and set propertiesset axi_iic_0 [ create_bd_cell -type ip -vlnv xilinx.com:ip:axi_iic:2.1 axi_iic_0 ]set_property -dict [ list \CONFIG.IIC_BOARD_INTERFACE {som240_1_connector_hda_iic_switch} \CONFIG.IIC_FREQ_KHZ {400} \] $axi_iic_0

按照 TCL 代码调用 AXI IIC IP Core 即可,需要设置的参数很少。

3. 注意事项

  • IIC接口速度需要设置为 400 kHz,如果使用默认 100 kHz,会出现操作IIC接口卡死的情况。
  • 在摄像头原理图中《pcam_5c_sch.pdf》,提到传感器的地址为0x78,但实际中使用IIC扫描硬件设备时发现地址是0x3C。这似乎存在一些混淆,但实际上并不矛盾。0x78是一个包含读写位的地址,而0x3C则是去除了读写位后的地址。因此,0v5640的地址应当是0x78/0x79,其中0x78是写入地址,而0x79是读取地址。

  •  中断控制器的连接方式很重要,即使没有用到中断,不然 PYNQ 会报告无法找到中断。通常的做法使用 Concat 将几个中断合并,然后使用 AXI Interrupt Controller 将其连接到 Zynq 的中断输入。

 

4. 总结

本文分享了如何利用PYNQ快速入门摄像头MIPI驱动(OV5640)的过程。通过Vivado设计的overlay,演示了MIPI驱动的完整链路。文章着重介绍了MIPI子系统的构建,包括MIPI PHY、MIPI CSI-2 Rx Controller和Video Format Bridge的设置。另外,还介绍了去马赛克模块的驱动和AXI_IIC的配置。文章指出了一些注意事项,如IIC接口速度的设置、传感器地址的解释以及中断控制器的连接方式。

这篇关于Zynq开发-使用PYNQ快速入门摄像头MIPI驱动(OV5640)-overlay设计的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/986086

相关文章

Python并行处理实战之如何使用ProcessPoolExecutor加速计算

《Python并行处理实战之如何使用ProcessPoolExecutor加速计算》Python提供了多种并行处理的方式,其中concurrent.futures模块的ProcessPoolExecu... 目录简介完整代码示例代码解释1. 导入必要的模块2. 定义处理函数3. 主函数4. 生成数字列表5.

Python中help()和dir()函数的使用

《Python中help()和dir()函数的使用》我们经常需要查看某个对象(如模块、类、函数等)的属性和方法,Python提供了两个内置函数help()和dir(),它们可以帮助我们快速了解代... 目录1. 引言2. help() 函数2.1 作用2.2 使用方法2.3 示例(1) 查看内置函数的帮助(

Linux脚本(shell)的使用方式

《Linux脚本(shell)的使用方式》:本文主要介绍Linux脚本(shell)的使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录概述语法详解数学运算表达式Shell变量变量分类环境变量Shell内部变量自定义变量:定义、赋值自定义变量:引用、修改、删

Python实例题之pygame开发打飞机游戏实例代码

《Python实例题之pygame开发打飞机游戏实例代码》对于python的学习者,能够写出一个飞机大战的程序代码,是不是感觉到非常的开心,:本文主要介绍Python实例题之pygame开发打飞机... 目录题目pygame-aircraft-game使用 Pygame 开发的打飞机游戏脚本代码解释初始化部

Java使用HttpClient实现图片下载与本地保存功能

《Java使用HttpClient实现图片下载与本地保存功能》在当今数字化时代,网络资源的获取与处理已成为软件开发中的常见需求,其中,图片作为网络上最常见的资源之一,其下载与保存功能在许多应用场景中都... 目录引言一、Apache HttpClient简介二、技术栈与环境准备三、实现图片下载与保存功能1.

Python中使用uv创建环境及原理举例详解

《Python中使用uv创建环境及原理举例详解》uv是Astral团队开发的高性能Python工具,整合包管理、虚拟环境、Python版本控制等功能,:本文主要介绍Python中使用uv创建环境及... 目录一、uv工具简介核心特点:二、安装uv1. 通过pip安装2. 通过脚本安装验证安装:配置镜像源(可

LiteFlow轻量级工作流引擎使用示例详解

《LiteFlow轻量级工作流引擎使用示例详解》:本文主要介绍LiteFlow是一个灵活、简洁且轻量的工作流引擎,适合用于中小型项目和微服务架构中的流程编排,本文给大家介绍LiteFlow轻量级工... 目录1. LiteFlow 主要特点2. 工作流定义方式3. LiteFlow 流程示例4. LiteF

使用Python开发一个现代化屏幕取色器

《使用Python开发一个现代化屏幕取色器》在UI设计、网页开发等场景中,颜色拾取是高频需求,:本文主要介绍如何使用Python开发一个现代化屏幕取色器,有需要的小伙伴可以参考一下... 目录一、项目概述二、核心功能解析2.1 实时颜色追踪2.2 智能颜色显示三、效果展示四、实现步骤详解4.1 环境配置4.

使用jenv工具管理多个JDK版本的方法步骤

《使用jenv工具管理多个JDK版本的方法步骤》jenv是一个开源的Java环境管理工具,旨在帮助开发者在同一台机器上轻松管理和切换多个Java版本,:本文主要介绍使用jenv工具管理多个JD... 目录一、jenv到底是干啥的?二、jenv的核心功能(一)管理多个Java版本(二)支持插件扩展(三)环境隔

SQL中JOIN操作的条件使用总结与实践

《SQL中JOIN操作的条件使用总结与实践》在SQL查询中,JOIN操作是多表关联的核心工具,本文将从原理,场景和最佳实践三个方面总结JOIN条件的使用规则,希望可以帮助开发者精准控制查询逻辑... 目录一、ON与WHERE的本质区别二、场景化条件使用规则三、最佳实践建议1.优先使用ON条件2.WHERE用