基于MicroChip FPGA VIDEO-DC-CXP板卡CoaXPress Device接口测试

基于MicroChip VIDEO-DC-CXP板卡CoaXPress测试目录1 简介 31.1 CoaXPress 简介 32 产品概述 52.1 PCIe-1004 4 Channel CoaXPress Frame Grabber 52.2 VIDEO-DC-CXPCoaXPress FMC 73 操作说明 8简介CoaXPress 简介CoaXPress (简称CXP)是指一种采用同轴线缆进行互联的相机数据传输标准主要用于替代之前的Camera Link协议常见于科学相机、工业相机、医学图像、航空防务等场景。Camera Link 由于线缆的形式、传输速度等原因已经不再适用于不断增长的数据带宽需求。CXP是一个非对称的高速点对点串行传输协议主要用于传输视频和静态图像线缆多使用单条或多条同轴电缆。目前2.0标准的最高速度为单条lane 12.5Gbps单条lane 上除了传输图像数据之外还可以传输低速控制信号(41.6Mbps)、也可以利用该线缆对相机进行供电即“Power-over-Coax”单条线缆最长可达100m。单条同轴线缆最高 12.5Gbps 的线速率 可以使用单条或者多条线缆 比如 4 条线缆可以最高提供 50Gbps 的数据速率较长的线缆长度比如 3.125 Gbps 速率下线长可以到 100m12.5Gbps速率下可以到35m数据传输具备实时和低延迟的特性 且延迟是固定的精准实时的触发特性 支持通过同轴线缆发送触发 无需额外的通讯线缆可以获得灵活可靠的性能 通过使用标准的同轴线缆 比如 RG59 和 RG6 规格推荐使用 RG6易于集成的特性 图像、控制通讯、 电源可以使用同一条线缆 且线缆价格便宜CXP 是一种点对点可扩展接口, 设备和 HOST 之间的物理介质为 75Ω 同轴电缆。每一个 CXP接口都包含 1 个 MASTER 连接和若干可选的扩展 SLAVE 连接每一个连接都需要 1 条同轴线缆 通常设备会对这些连接进行编号 MASTER 固定为 0 SLAVE 扩展接口依次递增。图 -1 CXP链接结构每一个connection都包含如下功能高速串行数据(通常为Device到 Host Downconnection), 最高 12.5 Gbps.低速串行数据(通常为Host 到Device Upconnection), 最高 41.6˙ Mbps .供电功能Power (Host 到 Device), 最高13W.图 -2 DownConnection 与Upconnection表 -1CoaXPress 支持的高速信号速率CXP SpeedBit Rate (Gbps)CXP-11.250CXP-22.500CXP-33.125CXP-55.000CXP-66.250CXP-1010.000CXP-1212.500产品概述星测电子提供适配任意FPGA平台的CoaXPres 系列产品我们对Xilinx、Microchip、复旦微电子、易灵思等平台均进行了充分或者部分的验证。致力于为客户提供世界领先的视觉方案。PCIe-1004 4 Channel CoaXPress Frame Grabber重庆星测电子的PCIe-1004 4 Channel CoaXPress Frame Grabber是一款专为工业成像应用设计的高性能四通道 CoaXPress (CXP) 图像采集卡。该板卡支持最新的 CoaXPress V2.0 标准能够通过单根同轴电缆同时传输高速图像数据和电源Power over CoaXPress, PoCXP简化了系统集成与布线复杂度。此外它还提供了丰富的外部接口与内部扩展接口满足多种工业自动化需求。PCIe-1004 采用 Xilinx Kintex UltraScale FPGA 作为核心处理单元提供强大的实时图像预处理能力与灵活的用户逻辑扩展选项。配合高达 4GB DDR4 SDRAM 的板载内存确保即使在高帧率、大数据量的应用场景下也能流畅运行。板卡功能支持四路独立 CXP 2.0 输入每通道带宽可达 12.5Gbps内置 PoCXP 功能支持通过同轴电缆对相机供电最大功率17W每通道提供 Aravis SDK和GenTL Producer SDK兼容主流机器视觉软件平台配备丰富的 External I/O 接口如 RS-485、光耦隔离输入/输出、LVDS、TTL适用于复杂工业环境。图 -1 PCIe-1004接口图26 Pin I/O面板上26 针输入/输出(I/O)接口提供外部数字信号输入/输出。。LED×4四颗 LED 指示灯。HDBNC 12.5Gbps ×4四个 CoaXPress HDBNC 接口支持 CXP-12 标准单通道最高传输速率 12.5 Gbps。可连接最多四台 CoaXPress 相机实现高分辨率、高速图像采集。支持 PoCXP 功能为相机提供 24V 供电。External I/O外部 I/O 扩展接口用于连接额外的触发信号、编码器、用户自定义控制线等。。PCIe Gen3 x8 主板连接插槽采用 PCIe Gen3 x8 物理接口满足多相机高速数据回传需求。ATX power supply interface 6-pin PCIe 辅助电源接口用于接入 ATX 电源为 PoCXP 功能提供额外12V 输入。当启用 CoaXPress 相机的 PoCXP 供电时必须连接此电源否则无法为相机供电。VIDEO-DC-CXPCoaXPress FMCCoaXPress 板卡支持 12.5G CoaXPress PHY并包含开箱即用的参考设计便于快速原型开发。Microchip 的 CoaXPress FMC 子卡是用于评估和测试 CoaXPress 协议的硬件评估平台。该套件专为轻松实现主流成像与视频协议原型开发而设计支持的协议包括 MIPI CSI-2 TX、MIPI CSI-2 RX、HDMI 1.4 TX、HDMI 2.0、DSI 以及 HD/3G/6G/12G SDI。套件配备了拥有 30 万逻辑单元LE的 PolarFire FPGA并集成 DDR4 和 SPI-flash非常适合中等带宽的成像与视频应用。图 -2 VIDEO-DC-CXP板卡特性12.5G CoaXPress PHY采用 FCSG325 封装的 100K 逻辑单元LEPolarFire 器件Amphenol FCI 连接器1 个 Micro BNC 连接器 – TX发送JTAG – 编程接口FP4操作说明软件准备重庆星测电子——ImgGrabMicroChip——FlashPro Express在MicroChip官网下载板卡配套的.job文件。使用JTAG连接VIDEO-DC-CXP与主机使用CXP线缆连接VIDEO-DC-CXP与PCIe-1004并为VIDEO-DC-CXP板卡供电。可以使用外部电源适配器对FMC子卡进行供电也可以使用CXP线缆供电使用J7的跳线帽来选择供电方式。下图为使用电源适配器对板卡进行供电。图 -1 硬件连线图 -2 FlashPro Express 软件界面点击“New”并在弹出的对话框中选中下载的job文件选择一个文件夹用于存放工程最后点击OK完成配置。图 -3 新建Job Project点击OK后会弹出新的对话框在新的对话框中点击RUN开始烧录程序。图 -4 开始烧录图 -5 烧录成功打开ImgGrab软件会自动刷新设备。图 -6 ImgGrab界面PCIe-1004可以成功识别到VIDEO-DC-CXP板卡并完成控制、采集由于缺少摄像头所以看起来没有图像数据。