NXP MCU外接摄像头方案

NXP管管

NXP MCU外接摄像头方案


1. Flexio 接口外接摄像头


    i.MX RT 跨界MCU具有丰富的外设，从低端到高端，例如I.MXRT117x 集成并行摄像头接口和MIPI 的CSI接口，中端产品I.MXRT105x和I.MXRT106x具有并行摄像头接口， 低端的 I.MX RT101x 和I.MXRT102x没有直接的摄像头接口。在一些应用中需要低成本的应用， FlexIO模块可以满足这个需求。


    FlexIO是可以高度灵活可配置的外设。如下是 Flexio 接口的MCU外接并口摄像头的硬件参考链接。

    类似的Flexio的连接方案可以在NXP的Kinetis MCU KL28, K82等上面都找到相同的硬件连接方式。采用外接低成本的OV7670摄像头，使用8位的FlexIO来读取摄像头的图像信息。


    其中摄像头OV7670典型的硬件供电连接图参考如下：

    在I.MXRT1010的FlexIO实现的并口摄像头方案，外接OV7670摄像头，配置输出QQVGA数据帧，帧率可以达到30fps。


    更加详细的文档可以参考如下链接:


https://www.nxp.com.cn/docs/en/application-note/AN12686.pdf


    软件代码包链接：


https://www.nxp.com/docs/en/application-note-software/AN12686SW.zip

FlexIO模块具有如下功能：


•各种串行/并行通信协议的实现


•灵活的16位定时器，支持多种触发、重置、启用和禁止条件


•可编程逻辑块允许在芯片上实现数字逻辑功能和内部/外部模块的可配置交互


•可编程状态机，用于降低CPU的基本系统控制功能


    所有这些都比软件位操作的开销小，同时比专用IP更灵活。

    如下是实现摄像头信息采集，通过USB视频设备类UVC传输到PC端显示捕获的视频信息。

    分辨率160*120,视频格式是RGB565，可以在SDK软件文件usb_descriptor.c的代码行342中修改帧率，


5fps: 0x80,0x84,0x1E,0x00, /* 默认的帧间隔是 5fps */


10fps:  0x40,0x42,0x0F,0x00,


15fps:  0x2A,0x2C,0x0A,0x00,


20fps:  0x20,0xA1,0x07,0x00,


    在FRDM-K82F开发板上测试，160*120是实现的最大分辨率，采用单芯片无外扩RAM的方案。






2. LPC 外接摄像头

    支持8位的数据格式:RGB565，针对QVGA(320×240)图像传输速率为30fps, 外接OV7673的摄像头。使用高速的SPI接口用于LCD显示驱动。SPI总线的最高速率是 50Mbps，显示320 × 240分辨率的LCD可以达到30fps。


    可以通过MCU输出CLKOUT信号 50MHz的时钟给到摄像头模块。I2C接口配置直接连接MCU的I2C外设。320x240解析度的图片需要 150K字节的RAM空间。


    更加详细的文档可以参考如下链接:


https://www.nxp.com.cn/docs/en/application-note/AN12868.pdf


    软件代码包链接：


https://www.nxp.com/docs/en/application-note-software/AN12868SW.zip


3. CSI 接口外接摄像头

    MT9M114摄像头输出720P视频流，按照RGB565的像素，30fps的帧率。CSI IP 提供了并行的 CSI标准的摄像头接口，CSI并行数据端口支持 24位，支持 24位的 RGB888/YUV444, CCIR656视频接口, 8位的 YCbCr, YUV 或者 RGB, 以及 8位/10位/16位 数据输入。


    更加详细的链接可以参考如下：


https://www.nxp.com.cn/docs/en/application-note/AN12110.pdf


    软件代码包链接：


https://www.nxp.com/docs/en/application-note-software/AN12110SW.zip

    总体来看，采用单芯片的MCU，诸如I.MXRT1010/LPC55系列可以实现带高速USB接口的摄像头应用，连接手机或者平板等实现低功耗低成本的应用。采用高性能的I.MXRT1050/RT1060/RT117x可以实现二维码扫码模块，或者双路摄像头采集以及USB或者以太网传输的IP Camera应用场景。另外，在I.MXRT106F上面实现了活体人脸识别的方案。

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