基於 Qualcomm CSR Atlas™7的數位高清影像(SerDes)之四路行車影像方案

詮鼎集團推出自行研發設計實作基於高通 Atlas™7處理器的多路高清輸入影像之方案。高通 Atlas™7處理器是擁有高度集成、經濟高效、預包裝的顯示音訊解決方案，旨在滿足汽車行業這種具有挑戰性、複雜性和互通性的要求。

競爭力與優勢

本方案採用高通Atlas™7 (CSRS3703) 車載主控晶片，高度集成的應用程式處理器具有雙核 CPU 和 GPU 以及MCU (Cortex-M3) 的體系結構，自帶的獨立GPU硬體單元支援OpenGLES亦能加速影像繪圖速度，降低CPU的佔用資源。Atlas™7處理器集成了藍牙、軟件定義無線電 (SDR) 、GNSS基帶、音頻DSP處理器和高質量音頻編解碼器等組件，能在車用影音娛樂系統上提供各種服務。

在競爭相對激烈的車用市場中，性價比與他廠相較高出許多。因此，Atlas™7處理器已吸引多家客戶導入，成為IVI產品的主要車控晶片。

詮鼎在此IVI優勢架構上，提供了一個完整的4路高清鏡頭影像輸入，到4路影像可同時輸出顯示的整合方案。
此技術整合了Serdes GMSL高速影像傳輸技術與介面，並經由FPGA做MIPI訊號的轉換輸出Hyperframe到Atlas™7處理器，
本方案具有HDMI影像輸出、LVDS輸出、USB、CAN、LINE out、SD卡、UART、I2C等多種豐富IO接口。

詮鼎技術支持

詮鼎有充足的軟、硬件技術人員，能提供豐富的技術支持, 亦能提供硬體參考設計包含方案電路原理圖、布局圖、設計指南。
軟體方面能提供方案BSP、相應軟體Driver支持，在充足的資源下，提供客戶最有力的開發能力並能大大縮短客戶開發時程。



方案技術關鍵與研發介紹

• 採用MAXIM Serdes GMSL高速影像傳輸技術，藉由Serializer(串列器)/Deserializer(解串列器)傳輸高清鏡頭所送出之4路高清影像訊號。
• 透過FPGA將MIPI訊號轉換成BT.656格式，並且輸出Hyperframe影像，傳輸到Atlas™7處理器的影像輸入串口(Video Input Port)。
• 由Atlas™7處理器拆解分析4路的高清影像，使系統能使用單一串口，而完整接收4路高清影像訊號，作為進一步的車載應用。
• 為了降低材料成本和解決訊號衰退問題，本方案使用單通道2條Coax cable，透過Power over Coax技術以及PoC filter，達到穩定傳輸供電給鏡頭，並且降低影像訊號被衰減的問題。

硬體系統架構圖 (HW)

 

硬體系統方塊圖 (HW System Block Diagram)

PoC (Power over Coax) 技術

PoC技術是基於同軸線纜影像傳輸與電源疊加之技術，傳輸高清訊號的同時傳輸電源的複合訊號於同軸線纜上傳輸。
此技術需克服PoC濾波器之設計，使影像訊號不被雜訊干擾，讓終端單元能解析出高清畫質。



軟體系統架構圖 (SW)



軟體關鍵技術與研發介紹

• MAX9286 Driver
  MAX9286為MAXIM Serdes 4進1出的RX晶片(Deserializer)，負責接收與解碼4路數位高清影像，並透過MIPI傳輸給FPGA。需要調適鏡頭端的Serdes TX晶片和Serdes RX max9286等晶片的參數。
  
  
• FPGA Driver
  FPGA負責將4路數高清影像，疊合成為Hyperframe影像，同時將MIPI訊號轉換成BT.656的格式，傳輸給Atlas™7處理器。
  
  
• Atlas™7 處理器VIP Driver
  負責接收Hyperframe，使用DDR (Double Data Rate)模式。為了能處理4路高清影像並且保持有30帧速度的資料量，由詮鼎開發團隊所實作，特別修改Driver對底層V4L2獲取影像、底層VIP硬體加速單元存取資料、以及DMA搬運等的方法，以完整發揮VIP硬體加速能力。
  
  
• Atlas™7 處理器VIP APP
  將從底層獲取的Hyperframe進行分析和拆解，並且以四分割田字型的畫面顯示在螢幕上(可經由HDMI或LVDS)。為了能處理4路高清影像並且保持有30帧速度的資料量，由詮鼎開發團隊所實作，特別修改由底層VPP硬體加速單元搬運影像資料以及色彩轉換和顯示的方法。
  

結語

本方案在於四路高清行車影像之研發，並充分使用單一車控主晶片就能做到車用娛樂影音系統(In-Vehicle Infotainment)加上處理四路高清行車影像的能力。因此，不論在價格、性能上都展現出高技術含量之強大優勢。