Lattice嵌入式视觉开发套件用户指南解读

一、引言

在嵌入式视觉领域，Lattice的嵌入式视觉开发套件（EVDK）为开发者提供了一个强大的平台。该套件旨在展示双CSI - 2相机到HDMI的桥接功能，涉及CrossLink FPGA、ECP5 FPGA和SiI1136发射器设备。它采用了可堆叠的模块化架构，尺寸为80 mm × 80 mm，由CrossLink VIP输入桥接板、ECP5 VIP处理器板和HDMI VIP输出桥接板组成。

文件下载：LF-EVDK1-EVN.pdf

二、功能描述

2.1 整体架构

双相机MIPI CSI - 2到HDMI演示中，索尼IMX214相机通过四个MIPI数据通道输出1080p视频，每个通道速率为371.25 Mb/s。CrossLink VIP输入桥接板接收来自板载相机传感器的MIPI视频流并提取视频像素，将两个相机的视频像素并排合并，然后通过板对板连接器以并行CMOS接口的形式将合并后的图像数据传输到ECP5视频处理器板。ECP5 FPGA处理合并后的传感器图像，并将处理后的并行图像数据通过板对板连接器发送到HDMI VIP输出桥接板上的Sil1136 HDMI发射器，最终由Sil1136芯片通过HDMI将视频数据传输到1080p显示器。

2.2 CrossLink

CrossLink负责接收来自两个MIPI CSI - 2相机的串行、源同步MIPI数据，将串行数据重新序列化并提取控制信号。字节数据被发送到字节到像素模块，转换为RAW10数据。两个RAW数据流被发送到图像合并逻辑，将并行数据合并后发送到ECP5板。板载CSI - 2相机通过ECP5 VIP处理器板上的I2C主接口进行配置。

2.3 ECP5

ECP5 FPGA接收来自CrossLink的RAW10数据，进行基本的图像处理，包括自动亮度调整、去拜耳、颜色空间转换和伽马校正等，以提高图像质量，然后将处理后的数据发送到HDMI板。

2.4 SiI1136

SiI1136 HDMI发射器通过ECP5 VIP处理器板上的ECP5 I2C主接口进行配置，输出1080p60视频。它接收来自ECP5的36位RGB数据和控制信号，并将其转换为HDMI格式，显示在HDMI监视器上。

三、演示要求

3.1 所需设备

演示需要LF - EVDK1 - EVN演示套件、HDMI监视器、HDMI电缆、12 V直流电源适配器、笔记本电脑/PC、Bit/JED文件、USB 2.0 Type A到Mini - B电缆（仅在重新编程时需要）以及Lattice Diamond® Programmer版本3.7或更高版本。

3.2 各板介绍

• CrossLink VIP输入桥接板：包含Flash芯片选择、唤醒、系统复位等功能，还有IMX214相机传感器和多个连接器。
• ECP5 VIP处理器板：有DDR3内存、FPGA芯片、USB接口等，用于处理图像数据。
• HDMI VIP输出桥接板：配备SiI1136芯片和Type - A HDMI连接器，用于输出HDMI信号。

四、跳线设置

4.1 CrossLink VIP输入桥接板

J2（CrossLink SPI芯片选择）和J4（SPI Flash芯片选择）默认短接，J30（CRESETB选择）默认打开，其他头保持打开。

4.2 ECP5 VIP处理器板

多个跳线用于配置ECP5、电压选择和JTAG等，如J3配置为Master SPI，多个电压选择跳线默认连接到3.3 V等，其他头保持打开。

五、演示步骤

1. 使用12 V电源适配器将ECP5 VIP处理器板连接到墙上插座。
2. 打开ECP5 VIP处理器板上的SW2为演示套件供电。
3. 将HDMI电缆从HDMI VIP输出板的CN1连接到HDMI显示器/监视器，监视器将显示双相机合并图像。

六、演示包目录结构

演示包包含CrossLink和ECP5的设计目录，每个目录下有位流文件和源文件，如DualCSI2toRaw10.bit和Raw10toParallel.bit等。

七、引脚信息

7.1 CrossLink

列出了用于演示的CrossLink引脚，包括复位、相机传感器接口和ECP5接口的引脚，以及引脚的银行、缓冲类型和站点属性。

7.2 ECP5

同样列出了ECP5的引脚信息，涉及时钟、复位、CrossLink接口、相机传感器接口和SiI1136接口等。

八、订购信息

Lattice嵌入式视觉开发套件的订购部件号为LF - EVDK1 - EVN。

九、编程说明

9.1 使用Diamond Programmer

EVDK内置下载控制器，通过FT2232H将USB转换为JTAG。连接USB电缆到PC后，可使用Diamond编程软件。JTAG扫描会擦除ECP5和CrossLink的SRAM图像，通过创建新的空白项目并手动选择设备可避免此问题。

9.2 ECP5 SPI Flash编程

• 擦除ECP5：在重新编程前，先擦除ECP5的SRAM内存。
• 编程SPI：确保ECP5已擦除，选择SPI Flash背景编程模式，选择ECP5位文件并根据不同版本选择SPI Flash选项。

9.3 CrossLink SPI Flash编程

• 擦除CrossLink：在重新编程前，先擦除CrossLink的SRAM内存。
• 编程SPI：确保CrossLink已擦除，选择SPI Flash编程模式，选择CrossLink位文件并根据不同版本选择SPI Flash选项。

9.4 故障排除

在编程CrossLink VIP输入桥接板时，要确保在编程SPI闪存前擦除CrossLink设备，可考虑将R47电阻改为10 kΩ以提高SPI编程的一致性，短期可使用SSPI SRAM编程作为解决方法。

通过以上介绍，相信大家对Lattice嵌入式视觉开发套件有了更深入的了解。在实际应用中，你是否遇到过类似开发套件编程的问题呢？又有哪些独特的解决方法呢？欢迎在评论区分享你的经验。