Microchip Technology VIDEO-DC-MIPITX CSI-2 MIPI Transmit FMC卡采用PolarFire^?^ 和PolarFire SoC FPGA。VIDEO-DC-MIPITX支持收發器，允許基于GPIO的IP解決方案支持高達每通道2.5Gbps的數據速率，并有助于4K視頻數據傳輸。移動產業處理器接口 (MIPI) CSI-2（相機串行接口）發射器是攝像機系統的一個基本要素，支持將視頻和圖像數據從傳感器快速傳輸到處理設備。CSI-2由MIPI聯盟開發，是廣泛用于智能手機、汽車和無人機的標準接口。

數據手冊：*附件：Microchip Technology VIDEO-DC-MIPITX CSI-2 MIPI Transmit FMC卡數據手冊.pdf

Microchip VIDEO-DC-MIPITX CSI-2 MIPI Transmit FMC卡支持1至4個數據通道進行高速傳輸，并利用D-PHY進行通信。它可以靈活地處理原始、壓縮和元數據格式，實現驚人的數據速率，特別是多通道。該穩健協議利用基于數據包的系統，具有命令和握手功能，實現可靠的數據傳輸。該發射器設計用于實現低功耗，對于電池供電設備至關重要，并可適配各種分辨率和幀速率。MIPI CSI-2發射器在現代攝像頭技術中發揮著關鍵作用，能夠高效、高質量地捕獲和傳輸視覺數據。

特性

• 以每通道2.5Gbps傳輸數據，用于4K60分辨率
• 1個VITA 57.1標準HPC FMC連接器
• 單字節和雙字節輸出模式

MIPI Transit解決方案框圖

布局

MIPI Transit FMC演示設置

?基于Microchip MIPI CSI-2 Transmitter FMC卡的技術解析與應用實踐?

?一、MIPI CSI-2 Transmitter技術概述?

MIPI CSI-2（Camera Serial Interface）是一種廣泛應用于移動設備、汽車電子及無人機等領域的標準化圖像傳輸協議。Microchip的VIDEO-DC-MIPITX FMC卡通過PolarFire FPGA實現了高性能的CSI-2視頻發射功能，支持以下核心特性：

• ?多通道配置?：1至4數據通道（Lane），支持最高2.5 Gbps/通道的傳輸速率，可滿足4K@120fps RAW8視頻傳輸需求。
• ?靈活的數據格式?：兼容Raw-8/10/12/14/16及RGB-888等多種像素格式，適配不同傳感器輸出。
• ?低功耗設計?：采用D-PHY物理層協議，優化功耗表現，適合電池供電設備。
• ?雙輸出模式?：支持One Byte（IOD接口）和Two Byte（Transceiver接口）模式，后者通過XCVR實現更高帶寬。

?二、硬件架構與設計實現?

?1. 系統框圖?

• ?視頻源模塊?：集成測試圖案生成器（Test Pattern Generator）和顯示控制器（Display Controller），模擬攝像頭輸出Bayer格式數據。
• ?MIPI TX IP核?：負責將像素數據按D-PHY規范封裝為數據包，并通過XCVR通道傳輸。
• ?時鐘管理?：依賴TX PLL生成字節時鐘（Byte Clock）和相位偏移的比特時鐘，確保多通道同步。
• ?參考設計示例?：
  • ?2通道配置?：800 Mbps/通道，支持1080p@30fps（Raspberry Pi 4作為接收端）。
  • ?4通道配置?：2.5 Gbps/通道，實現4K@120fps（需搭配MIPI分析儀驗證）。

?2. 關鍵硬件配置?

• ?XCVR接口?：
  • 每個數據通道需占用1個XCVR Lane，時鐘信號額外占用1 Lane（總計n+1 Lane）。
  • 啟用TX Lane Alignment功能確保跨Quad通道對齊。
• ?測試圖案生成?：支持8種模式（如彩色網格、單色填充、漸變條等），用于驗證視頻流水線穩定性。

三、開發資源與注意事項?

• ?設計工具?：需Libero SoC 2024.1及以上版本，配套Tcl腳本可快速部署參考設計。
• ?調試建議?：
  • 若數據接收失敗，檢查FMC卡連接器及電源配置（如Bank電壓需設置為2.5V）。
  • 跨Quad時鐘偏移問題可通過PLL相位調整優化。
• ?文檔支持?：參考AN5494應用筆記中的“Resource Utilization”章節（DFF:2806, LUT:5469），合理規劃FPGA資源。