STM32MP1序列產品連接MIPI?CSI-2攝像頭

本應用筆記提供關于如何連接 STM32MP1 系列產品與 MIPI CSI-2 攝像頭的信息。STM32MP1 系列產品（如 STM32 高性能MCU）可通過其 DCMI（數碼相機模塊接口）并行接口尋址 CMOS 攝像頭傳感器。但是，得益于 STMIPID02 MIPI CSI-2 解串行器離散元件，可以擴展可尋址攝像頭傳感器的范圍，如 MIPI CSI-2 攝像頭（攝像頭串行接口）。

目錄預覽

1. 概述

2.參考文檔

3. STM32MP1 系列產品與

STMIPID02 MIPI CSI-2 解串器的接口連接

4.綜合應用

5.與另一種 MIPI CSI-2 攝像頭

傳感器的連接指南

3.STM32MP1 系列產品與

STMIPID02 MIPI CSI-2 解串器的接口連接

STM32MP1 系列 MPU 系列產品不在本機實現 MIPI CSI-2 接口，而是內置基于 MIPI CPI 接口的 DCMI 并行端口?？赏ㄟ^ STMIPID02 MIPI CSI-2 解串行器對其進行連接，以便尋址任何兼容的 MIPI CSI-2 攝像頭傳感器設備。

STMIPID02 MIPI CSI-2 解串行器的一端連接到 MIPI CSI-2 攝像頭，另一端則連接到 STM32MP1 系列 DCMI 12位數據并行接口?？驁D總覽如下所示。

3.1 MIPI CSI-2 與 MIPI CPI 接口的比較

請注意，與 MIPI CPI 接口相比，MIPI CSI-2 節省了引腳布局。MIPI CPI 數據端口需要至少 8 條數據線（最多 12條數據線）、1 個時鐘和 2 條同步線，而 MIPI CSI-2 數據端口的每個通道需要 2 線差分對，還需要時鐘通道。

3.2 電源的注意事項

考慮到 STMIPID02 解串行器橋外部供電引腳的電壓被限制在 1.8 V，為避免對 DCMI 接口時鐘和 I2C 信號使用電平轉換器，STM32MP1 系列產品的供電電壓必須是 VDD = 1.8 V（而不是標稱的 3.3 V）。STM32MP1 系列產品的所有不同電壓均通過外部 PMIC（電源管理集成電路）模塊供應。整體示意圖詳見 DH96 板信息 [R18]。為了給 STM32MP1 系列產品配置 VDD = 1.8 V 的供電電壓，請參見 [R4]。

對于 OV5640 攝像頭傳感器，I/O 供電電壓 VDD 和 LDO（低壓降調節器）外部電源電壓均設置為 1.8 V。對于模擬邏輯，還必須提供 2.8 V 電壓和外部電源。

3.3 STM32MP1 系列產品通過

DCMI 實現的視頻吞吐率性能

采用 D-PHY 時，MIPI CSI-2.1 接口理論上可以達到每通道最高 2.5 Gbyte/s 的數據吞吐率。在并行接口上很難達到這一水平，原因首先是通用器件（如 STM32MP1 系列產品，只有 MIPI CPI 接口）上的 I/O 引腳壓擺率限制。其二，MPU 需要足夠快地處理大量數據，以便維持攝像頭的連續幀率。

例如，5 Mpixel 傳感器的每像素位數為 16 位，幀率為 30 幀/s，得出連續處理的數據吞吐率為 300 Mbyte/s。在并行接口上很難實現這個目標。因此，必須降低傳感器圖像數據吞吐率，方法是調整圖像幀率、分辨率和像素深度（或結合使用）。

從 OV5640 傳感器到 STM32MP1 系列 MPU，再到 STMIPID02 解串行器橋，可以連續用以下分辨率和幀率采集圖像。

? 720 p 1280 × 720 RGB 565 27 fps

? 720 p 1280 × 720 YUYV 27 fps

? 720 p 1280 × 720 JPEG 27 fps

? HD 1920 × 1080 RGB 565 13 fps

? HD 1920 ×1080 YUYV 13 fps

? HD 1920 ×1080 JPEG 6 fps

? 5 Mpixel 2592 × 1944 RGB565 3 fps

? 5 Mpixel 2592 × 1944 YUYV 3 fps

? 5 Mpixel 2592 ×1944 JPEG 3 fps

達到的最高性能為 24 Mpixel/s，相當于幀率為 18.5 fps 的 1.3 Mpixel。如前文所述，這一限制主要源于 DCMI 內部延遲限制的影響。

3.4STMIPID02 Linux 驅動

STMIPID02 MIPI CSI-2 解串行器橋用于尋址各種面向消費品市場特別是移動電話應用的 MIPI CSI-2 傳感器。為了滿足人工智能領域日益增長的將這類傳感器從產業向 IoT（物聯網）市場轉化的需求，STMIPID02 驅動已向上同步到 Linux 社區。在基于 Linux 的應用中可以免費獲取它。

STMIPID02 橋驅動包含在 STMicroelectronicsOpenSTLinux 交付封裝中（1.1.0 及以上版本）。

4、綜合應用

攝像頭演示程序基于 OpenSTLinux 發行軟件包，是 GTK 演示啟動器應用的一部分。它被移植到 DH96 板上，DH96 Avenger 板配備 STM32MP157A 和 STMIPID02，而 D3 Engineering DesignCore 攝像頭中間板則配有攝像頭傳感器 OV5640。

4.1DH Avenger96 板概述

DH96 Avenger 母板集成了：

? 包含 STM32MP157AAC 微處理器的 ADH Core SOM 模塊

? STPMIC1A 電源模塊

? 2 MB × 512 MB 的 DDR3L RAM

? STMIPID02 解串行器橋

? 2-MB SPI 啟動閃存? 連接和擴展連接器，用于連接 D3 DesignCore 攝像頭中間板 OV5640。

有關詳細信息，請參見[R18]

4.2DH D3 Engineering

DesignCore 板概述

本款中間板旨在讓 Avenger96 板通過高速和低速擴展連接器適配 STM32MP157 系列。由此便可通過 MIPI CSI-2 連接 OV5640 模塊照相機，從而達到評估目的。

此板件可連接串行控制臺，例如 GPIO PD1 和 Pb2（對應于 UART4_TX 和 UART4_RX），并用于顯示 Linux 內核和啟動階段。選配 USB/UART 橋可通過這些引腳連接控制臺和主機 PC。

本應用筆記旨在使用 DH96 Avenger 板演示 STM32MP1 系列產品通過 STMIPID02 MIPI CSI-2 解串行器尋址 5 Mpixel OV5640MIPI CSI-2 攝像頭傳感器的能力。由于文章篇幅有限僅展示部分，完整內容請點擊“閱讀原文”下載原文檔。

審核編輯：湯梓紅