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Hardware Anleitung - phyCAM-L VZ-018 phyCAM-M Bridge (L-1023d.A2)
Table of Contents
Hinweis
Die Standardeinstellungen in diesem Handbuch sind durch fettgedruckte, blaue Schrift gekennzeichnet.
phyCAM-L VZ-018 phyCAM-M Bridge
Überblick
Die VZ-018 Bridge setzt das koaxiale phyCAM-L Interface auf ein phyCAM-M Interface um.
phyCAM-L basiert auf dem FPD-Link III von Texas Instruments. Der Link ist vollduplexfähig und überträgt unter Anderem Bilddaten des Kameramodul über den Forward Channel. In Richtung Kameramodul arbeitet der Back Channel und überträgt Steuersignale wie zum Beispiel GPIOs und I2C.
phyCAM-L verwendet als Übertragungsmedium eine koaxiale Verbindung welche nicht nur die Daten sondern auch Power over Coax (PoC) zur Verfügung stellt.
Die Bridge kann mit jedem voll ausgebauten phyCAM-M Interface verbunden werden. Die Spannungsversorgung für die Bridge und das Kameramodul wird über die phyCAM-M Schnittstelle des Basisboards zur Verfügung gestellt. Zusätzlich kann eine externe Spannungsquelle angeschlossen werden um höhere Spannungen und Strome für PoC verwenden zu können.
phyCAM Konzept
Die Module der phyCAM – Serien ermöglichen eine einfache und effiziente Ausstattung von Microcontrollerdesigns mit Bildverarbeitungstechnologie.
Ein phyCAM - Interface kann direkt mit dem digitalen Kamerainterface ausgewählter PHYTEC- Microcontrollermodule verbunden werden. Dies ermöglicht die einfache Integration von Kameratechnologie in kompakte, projektspezifisch gestaltete Produkte. Viele BSPs (Board-Support-Packages) von PHYTEC-Microcontrollermodulen beinhalten bereits die entsprechenden Softwaretreiber für die phyCAM – Module.
Durch die offene Schnittstellendefinition können phyCAM-Module auch zusammen mit anderen Microcontrollern bzw. Hardware-Designs eingesetzt werden, die eine entsprechende Kameraschnittstelle besitzen. Beachten Sie hierzu unseren "Konzept und Design-In Guide"
Die Schnittstellen der phyCAM – Produkte sind innerhalb der jeweiligen Produktserien identisch. Dies ermöglicht es, verschiedene Kameramodule mit der gleichen Applikationsschaltung zu verbinden. Damit ist eine Skalierbarkeit während der Designphase und in zukünftigen Designvarianten möglich.
Für die Entwicklungsphase stehen Evaluierungskits zur Verfügung.
Hinweise
Weiterführende Informationen zum phyCAM-Konzept und wichtige Hinweise zum Design-In finden Sie im Dokument L-867Bd.A4 phyCAM Basis-Spezifikation und Design-In Guide.
Informationen zur Softwareintegration der Kameramodule finden Sie im L-867Ad.A0 Quickstart Guide Inbetriebnahme phyCAM mit Embedded Imaging Kit.
Wir empfehlen, vor der Integration des Kameramoduls die Informationen in
Funktionsübersicht VZ-018
FPD-Link III
Der FPD-Link III arbeitet mit den Bausteinen DS90UB953 und DS90UB954 von Texas Instruments. Auf der Bridge ist der Deserializer DS90UB954 verbaut.
Kameramodule verwenden den Serializer DS90UB953,
Der Link kann einen Bruttodatenrate von 3,68 Gbps bis 4,16 Gbps auf dem Forward Channel übertragen.
Der Backward Channel arbeitet mit 50 Mbps.
Die Datenraten sind abhängig von der verwendeten Referenz Clock.
Weitere Informationen finden Sie in den Datenblättern der beiden Bausteine.
Überstromabschaltung
Die VZ-018 Bridge besitzt eine Überstromabschaltung zum Schutz des verwendeten phyCAM-M Interface.
Bei einem Stromfluss größer 1,5 Ampere wird die Spannungszufuhr das phyCAM-M Interface getrennt. Die Overcurrent (OC) Led leuchtet anschließend.
Durch das Betätigen des Tasters S1 wird die Spannungszufuhr wieder freigegeben.
Power-Over-Coax
Die Spannungsversorgung für das Kameramodul wird per Power-Over-Coax zu Verfügung gestellt.
Zur Generierung der PoC Spannung stehen drei Möglichkeiten zur Verfügung:
PoC Spannung | maximaler Strom | Source | JP1 | JP2 |
|---|---|---|---|---|
| +5 Volt | 0,75 A | +5 Volt phyCAM-M Interface | X | 2+3 |
| +12 Volt | 0,3 A | +12 Volt phyCAM-M Interface | 1+2 | 1+2 |
+ 4,5 Volt bis 13,2 Volt | 0,75 A | + 4,5 Volt bis 13,2 Volt X12 | 2+3 | 1+2 |
PoC-Spannungsoptionen
Achten Sie bei einer externen Spannungszufuhr (X12) darauf, dass die verwendete Spannung möglichst frei von Rippel oder Noise ist (<75 mV) und das eine maximale Leistungsabgabe von 6 Watt nicht überschritten wird.
Prüfen Sie die Spannungsverluste auf der koaxialen Leitung. Die minimale Versorungsspannung des Kameramoduls darf nicht unterschritten werden.
Die Qualität der Spannungsversorgung beeinflusst die spätere maximal mögliche Leitungslänge und Stromfluss.
FPD-LINK III Referenz Takt
Der Deserializer DS90UB954 benötigt einen Referenz Takt. Dieser darf zwischen 23 und 26 MHz liegen.
Um möglichst viele Phytec Development Kits zu unterstützen, arbeitet die VZ-018 Bridge mit einem Referenz Takt von 24 MHz.
Hieraus leiten sich folgende Datenraten ab:
- Bruttodatenrate FPD-Link III: 3840 Mbps
- Bruttodatenrate MIPI CSI-2: 3072 Mbps
- I2C Takt (konfigurierbar)
- Master Clkock (MCLK) des Kameramoduls (konfigurierbar)
Für Verifikationszwecke sind an TP4 und TP5 die CMLOUT Pins des DS90UB954 zugänglich. CMLOUTN liegt hierbei an TP4 und CMLOUTP an TP5. Beide Signale sind gegeneinader mit 100 Ohm terminiert.
phyCAM-L Interface
Die VZ-018 Bridge stellt zwei phyCAM-L Ports zur Verfügung. Zur Verwendeung der maximalen Bandbreite des jeweiligen phyCAM-L Interface ist ein gleichzeitiger Betrieb von PORT0 und PORT1 nicht vorgesehen.
Für ein parallel Betrieb beachten Sie bitte das Datenblätter des DS90UB954. Phytec bietet derzeit keine Softwareunterstützung für einen parallel Betrieb,
Weiterführende Informationen zum phyCAM-L Interface finden Sie im Dokument L-867Bd.A4 phyCAM Basis-Spezifikation und Design-In Guide.
phyCAM-M Interface
Weiterführende Informationen finden Sie im Dokument L-867Bd.A4 phyCAM Basis-Spezifikation und Design-In Guide.
Status LEDs
Es stehen vier Status LEDs zur Verfügung.
| LED | Bezeichnung | Erkläuterung |
|---|---|---|
| D14 | PASS | Die Pass-Bedingung wurde erfüllt (konfigurierbar). |
| D13 | LOCK | Der Link ist aufgebaut. |
| D15 | +5V_IN | +5 Volt Spannungsversorgung der phyCAM-M Schnittstelle liegen an. |
| D19 | OC | Siehe Überstromabschaltung |
Verfügbare LEDs
X13 GPIO Erweiterungstecker
Auf der 2,54 mm Stiftleiste werden zwei weitere GPIOs und eine Ground verbindung zur Verfügung gestellt.
| Pin | Dir | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | IO | GPIO5 des DS90UB954 |
| 2 | IO | GPIO6 des DS90UB954 |
| 3 | - | GND (Masse) |
VZ-018 Belegung Erweiterungsstecker (X13)
Entwicklungskits
Zur Inbetriebnahme der Bridge und Unterstützung der Entwicklung sind Single-Board-Computer (SBC-Kits) für verschiedene Controller-Plattformen erhältlich. Das Sortiment an passenden Kits wird ständig erweitert. Bitte informieren Sie sich auf unserer Webseite über aktuell erhältliche Kits. Der PHYTEC-Vertrieb berät Sie gerne bei der Zusammenstellung von Kits und Komponenten.
VZ-018
Technische Daten
Charakteristische Merkmale
- FPD-Link III Bridge
- 2 x phyCAM-L (Input)
- phyCAM-M (Output)
- Überstromabschaltung
- GPIO Erweiterungsstecker
- verschiedene PoC Spannungsdomäns
VZ-018 (PL1554.1) (Rückseite / Vorderseite)
Spezifikation
Funktion | VZ-018[1] |
elektrisches Interface | |
Video Typ | digital |
Video-Eingang | 2 x phyCAM-L |
Datenformat | FPD-LINK III (Power-Over-Coax) |
| Video-Ausgang | phyCAM-M |
| Datenformat | MIPI CSI-2 |
Bridgeeinstellung | I²C |
Versorgungsspannung | 4,5 V bis 13,2 V |
Leistungsaufnahme (max) | 1700 mW + PPoC |
Leistungsaufnahme (typ) | 1200 mW + PPoC |
mechanische Daten | |
Abmessungen (mm) | 68 x 34 |
Befestigung | 4 x M2.5 |
Gewicht (PCB) | TBD |
Anschlüsse | |
phyCAM-L | TE 2337019 (UMCC Gen. 1) |
| phyCAM-M | FH41-30S-0.5SH |
| GPIO Erweiterung | 1x3 2.54 Pin-Header |
VZ-018 Spezifikation
| 1. | n/a: nicht zutreffend. Alle Angaben können technischen Änderungen unterliegen |
Interface-Charakteristik
| Symbol | min | typ | max | Einheit |
Betriebsspannung phyCAM-M | VCAM | 4,75 | 5 | 5.25 | V |
Stromaufnahme | ICAM | - | 300 | 1500 | mA |
| FPD-LINK III voltages | VFPD | Siehe Datenblatt DS90UB954 | V | ||
| FPD-LINK III Link Frequenz | fFPD | - | 1,92 | - | GHz |
| I2C | see I2C specification for 3,3 V Fast-mode System | ||||
| I2C Taktfrequenz | fI2C | - | 100 | 400 | kHz |
| Input high voltage (nRESET) | VIH_RST | 2,31 | 3,3 | 3,6 | V |
| Input low voltage (nRESET) | VIL_RST | - 0.3 | 0 | 0,4 | V |
Input high voltage (I2C_ADR) | VIH_ADR | 2,31 | 3,3 | 3,5 | V |
Input low voltage (I2C_ADR) | VIL_ADR | - | 0 | 0,99 | V |
| Input high voltage (CTRL2, CTRL4) | VIH | 2 | 3,3 | 5,5 | V |
Input low voltage (CTRL2, CTRL4) | VIL | - | 0 | 0,8 | V |
| Output high voltage (CTRL1, CTRL3) | VOH | Open-Drain (max. 5,5 Volt) | V | ||
| Output low voltage (CTRL1, CTRL3) | VOL | - | 0 | 0,4 | V |
| Output low voltage (CTRL1, CTRL3) | IOL | - | 10 | - | mA |
| Input high voltage (GPIO5, GPIO6) | VIH_GPIO | 2 | 3,3 | 3,5 | V |
| Input low voltage (GPIO5, GPIO6) | VIL_GPIO | -0,3 | 0 | 0,8 | V |
| Output high voltage (GPIO5, GPIO6) | VOH_GPIO | 2,4 | 3,3 | - | V |
| Output low voltage (GPIO5, GPIO6) | VOL_GPIO | - | 0 | 0,4 | V |
| Output low voltage (GPIO5, GPIO6) | IOL_GPIO | - | 4 | - | mA |
Betriebstemperatur[2] | TOP | -25 | - | 70 | °C |
| Lagertemperatur | TSTG | -25 | - | 70 | °C |
| MIPI CSI-2 Bus length on the Module | LMIPI | - | - | 20 | mm |
| MIPI CSI-2 Intra-Pair Skew on the Module | Ldiff-Intra | - | - | 50 | µm |
| MIPI CSI-2 Inter-Pair Skew on the Module | Ldiff-Inter | - | - | 500 | µm |
VZ-018 Interface-Charakteristik
| 2. | Die Junction Temperatur kann ausgelesen werden. |
I2C Adresse Bridge (DS90UB954)
Device | I²C-Adresse | Konfiguration |
|---|---|---|
| CAM_ADR | ||
Bridge Sensor | 0x7A | LOW |
| 0x70 | HIGH |
VZ-018 I2C Adressen DS90UB954
Die I²C-Adressen sind hexadezimal in 8 Bit – Darstellung angegeben. In Linux wird ggf. mit 7 Bit – Darstellung gearbeitet. In diesem Fall ist der Adresswert eine Stelle nach rechts zu shiften. Die Angabe bezieht sich auf die Schreibadresse (Bit 0 = 0), die Leseadresse ist entsprechend Bit 1 = 1 um 1 erhöht.
Weitere I2C-Adressen können softwaremäßig innerhalb des Kamerasensors konfiguriert werden.
Die Adressfunktionalität muss vor deren Verwendung im Kamerasensor freigeschaltet und einem GPIO zugewiesen werden. Details hierzu entnehmen Sie bitte dem Sensordatenblatt.
| Device | I²C-Adresse | Konfiguration J2 | Variante |
|---|---|---|---|
EEPROM | 0xAC | 1+2 | alle |
| 0xAE | 2+3 |
VZ-018 (phyCAM-M) EEPROM I2C Adressen
Die I²C-Adressen sind hexadezimal in 8 Bit – Darstellung angegeben. In Linux wird ggf. mit 7 Bit – Darstellung gearbeitet. In diesem Fall ist der Adresswert eine Stelle nach rechts zu shiften. Die Angabe bezieht sich auf die Schreibadresse (Bit 0 = 0), die Leseadresse ist entsprechend Bit 1 = 1 um 1 erhöht.
Positionsplan
VZ-018 Positionsplan Vorderseite (PL1554.2)
VZ-018 Positionsplan Rückseite (PL1554.2)
Maßzeichnung
VZ-018 Maßzeichnung Steckerpostionen (Vorderseite) Allgemeintoleranz +- 0,25 mm
VZ-018 Maßzeichnung Steckerpostionen (Rückseite) Allgemeintoleranz +- 0,25 mm
Die außeren Bohrungen haben einen Bohrdurchmesser von 2,7 mm.
Hinweis
Aktuelle DXF und STEP Daten für Ihr Design stehen auf unser Internetseite zur Verfügung.
Historie
Date | Version # | Änderungen in diesem Handbuch |
01.03.2021 | Manual L-1023d.A0 | Neue Version |
25.10.2021 | L-1023d.A1 | aktualisierte Informationen |
29.07.2022 | L-1023d.A2 | PL1554.2 ergänzt |